JP7390648B2 - Interconnector member and method for manufacturing interconnector member - Google Patents

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本明細書によって開示される技術は、インターコネクタ部材に関する。 TECHNICAL FIELD The technology disclosed herein relates to interconnector members.

水素と酸素との電気化学反応を利用して発電を行う燃料電池の1つとして、固体酸化物形の燃料電池(以下、「SOFC」という。)が知られている。SOFCの構成単位である燃料電池発電単位(以下、「発電単位」という。)は、燃料電池単セル(以下、「単セル」という。)と、インターコネクタ部材とを備える。単セルは、電解質層と、電解質層を挟んで所定の方向(以下、「第1の方向」という。)に互いに対向する空気極および燃料極とを含む。インターコネクタ部材は、単セルを構成する空気極または燃料極に電気的に接続される。 A solid oxide fuel cell (hereinafter referred to as "SOFC") is known as one type of fuel cell that generates electricity using an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. A fuel cell power generation unit (hereinafter referred to as "power generation unit"), which is a constituent unit of SOFC, includes a fuel cell single cell (hereinafter referred to as "single cell") and an interconnector member. A single cell includes an electrolyte layer, and an air electrode and a fuel electrode that face each other in a predetermined direction (hereinafter referred to as "first direction") with the electrolyte layer in between. The interconnector member is electrically connected to an air electrode or a fuel electrode that constitutes a single cell.

インターコネクタ部材は、FeとCrとを含有する金属(例えば、フェライト系ステンレス)により形成された金属部材を備える。インターコネクタ部材を構成する金属部材に含まれるCrが空気中の酸素と反応すると、金属部材の表面に、Cr酸化物(例えば、Cr(クロミア))を含有する酸化被膜層が形成される。Cr酸化物を含有する酸化被膜層は酸素透過性が低いため、金属部材にとってより好ましくないFeの酸化を抑制する。一方、Cr酸化物を含む酸化被膜層は高い電気抵抗を有するため、該酸化被膜層がさらに成長すると、インターコネクタ部材の電気抵抗が上昇して発電単位の性能が低下するおそれがある。 The interconnector member includes a metal member made of a metal containing Fe and Cr (for example, ferritic stainless steel). When Cr contained in the metal member constituting the interconnector member reacts with oxygen in the air, an oxide film layer containing Cr oxide (for example, Cr 2 O 3 (chromia)) is formed on the surface of the metal member. Ru. Since the oxide film layer containing Cr oxide has low oxygen permeability, it suppresses oxidation of Fe, which is more undesirable for metal members. On the other hand, since the oxide film layer containing Cr oxide has high electrical resistance, if the oxide film layer grows further, the electrical resistance of the interconnector member may increase and the performance of the power generation unit may deteriorate.

また、インターコネクタ部材を構成する金属部材に含まれるCrが蒸散して単セルの電極に付着すると、電極における反応速度が低下する「Cr被毒」と呼ばれる現象が発生し、単セル(発電単位)の性能が低下するおそれがある。 In addition, when Cr contained in the metal members that make up the interconnector material evaporates and adheres to the electrodes of a single cell, a phenomenon called "Cr poisoning" occurs, which reduces the reaction rate at the electrodes. ) performance may deteriorate.

これらのような発電単位の性能低下を抑制するために、インターコネクタ部材を構成する金属部材の表面上(より詳細には、金属部材の表面上に配置された酸化被膜層における金属部材とは反対側の表面上)に、MnとCoとを含有するスピネル型の酸化物(例えば、MnCo)を含有する被膜層(以下、「Mn-Co被膜層」という。)が形成された構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。このような構成のインターコネクタ部材では、Mn-Co被膜層が酸素の透過を抑制するため、酸化被膜層のさらなる成長が抑制され、その結果、インターコネクタ部材の電気抵抗の上昇(すなわち、発電単位の性能低下)を抑制することができる。また、このような構成のインターコネクタ部材では、Mn-Co被膜層が金属部材からのCrの蒸散を抑制するため、単セルのCr被毒の発生が抑制され、その結果、発電単位の性能低下を抑制することができる。 In order to suppress the performance deterioration of power generation units such as these, on the surface of the metal members constituting the interconnector member (more specifically, in contrast to the metal member in the oxide film layer disposed on the surface of the metal member) A structure in which a coating layer (hereinafter referred to as "Mn-Co coating layer") containing a spinel-type oxide containing Mn and Co (for example, MnCo 2 O 4 ) is formed on the side surface). is known (for example, see Patent Document 1). In the interconnector member having such a configuration, the Mn-Co film layer suppresses oxygen permeation, and therefore further growth of the oxide film layer is suppressed, resulting in an increase in the electrical resistance of the interconnector member (i.e., the unit of power generation performance deterioration) can be suppressed. In addition, in the interconnector member having such a configuration, the Mn-Co coating layer suppresses transpiration of Cr from the metal member, so occurrence of Cr poisoning of the single cell is suppressed, and as a result, the performance of the power generation unit is reduced. can be suppressed.

特開2011-99159号公報Japanese Patent Application Publication No. 2011-99159

従来のインターコネクタ部材においては、例えばインターコネクタ部材の周囲において温度変化が生じると、Mn-Co被膜層(MnとCoとを含有するスピネル型の酸化物を含有する被膜層)の温度が変化し、これにより、Mn-Co被膜層と、酸化被膜層(Cr酸化物を含有する被膜層)との熱膨張差による応力が生じ、これによりMn-Co被膜層が酸化被膜層から剥離することがある。 In conventional interconnector members, for example, when a temperature change occurs around the interconnector member, the temperature of the Mn-Co coating layer (a coating layer containing a spinel-type oxide containing Mn and Co) changes. This causes stress due to the difference in thermal expansion between the Mn-Co coating layer and the oxide coating layer (coating layer containing Cr oxide), which may cause the Mn-Co coating layer to peel off from the oxide coating layer. be.

なお、このような課題は、水の電気分解反応を利用して水素の生成を行う固体酸化物形の電解セル(以下、「SOEC」ともいう。)の構成単位である電解セル単位を構成するインターコネクタ部材にも共通の課題である。なお、本明細書では、燃料電池発電単位と電解セル単位とをまとめて電気化学反応単位と呼ぶ。また、このような課題は、SOFCやSOECに限らず、他のタイプの電気化学反応単位にも共通の課題である。 In addition, such issues are related to the electrolytic cell unit that is a constituent unit of a solid oxide electrolytic cell (hereinafter also referred to as "SOEC") that generates hydrogen using the electrolysis reaction of water. This is a common problem for interconnector members as well. Note that in this specification, the fuel cell power generation unit and the electrolytic cell unit are collectively referred to as an electrochemical reaction unit. Moreover, such a problem is not limited to SOFCs and SOECs, but is also common to other types of electrochemical reaction units.

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。 This specification discloses a technique that can solve the above-mentioned problems.

本明細書に開示される技術は、例えば、以下の形態として実現することが可能である。 The technology disclosed in this specification can be realized, for example, as the following form.

(1)本明細書に開示されるインターコネクタ部材は、FeとCrとを含有する金属部材と、前記金属部材における第1の方向の一方側に配置され、Cr酸化物を含有する第1の被膜層と、前記第1の被膜層における前記一方側に配置され、MnとCoとを含有するスピネル型の酸化物を含有する第2の被膜層と、を備えるインターコネクタ部材であって、前記第2の被膜層におけるMnの濃度(atm%)とCoの濃度(atm%)との比は、1:1~2であり、前記第2の被膜層における前記一方側の部分を外側部分とし、前記第2の被膜層のうちの前記外側部分と前記第1の被膜層との間に位置する部分を内側部分としたとき、前記第1の方向に平行な少なくとも1つの断面(以下、「特定断面」という。)において、前記外側部分における気孔率S1(%)は、前記内側部分における気孔率S2(%)よりも大きい。 (1) The interconnector member disclosed in this specification includes a metal member containing Fe and Cr, and a first metal member containing Cr oxide, which is disposed on one side of the metal member in a first direction. An interconnector member comprising: a coating layer; and a second coating layer disposed on the one side of the first coating layer and containing a spinel-type oxide containing Mn and Co, the interconnector member comprising: The ratio of the Mn concentration (atm%) to the Co concentration (atm%) in the second coating layer is 1:1 to 2, and the one side portion of the second coating layer is the outer portion. , when a portion of the second coating layer located between the outer portion and the first coating layer is an inner portion, at least one cross section parallel to the first direction (hereinafter referred to as “ In the specific cross section), the porosity S1 (%) in the outer portion is larger than the porosity S2 (%) in the inner portion.

これに対し、本インターコネクタ部材では、上述の通り、前記特定断面において、前記第2の被膜層の前記外側部分における気孔率S1(%)は、(前記第2の被膜層の)前記内側部分における気孔率S2(%)よりも大きい。そのため、前記特定断面において、前記第2の被膜層に形成された気孔の存在により、前記第2の被膜層における熱伝導率が低減され、ひいては、前記第2の被膜層の変形(熱膨張および熱収縮)が抑制される。また、前記第2の被膜層に形成された気孔の存在により、前記第2の被膜層の変形(熱膨張および熱収縮)が吸収され、これにより、前記第2の被膜層の変形(熱膨張および熱収縮)が抑制される。そのため、本インターコネクタ部材によれば、前記第2の被膜層と前記第1の被膜層との熱膨張差による応力が生じることに起因する前記第2の被膜層の(前記第1の被膜層からの)剥離を抑制することができる。 On the other hand, in the present interconnector member, as described above, in the specific cross section, the porosity S1 (%) in the outer part of the second coating layer is equal to the porosity S1 (%) in the inner part (of the second coating layer). The porosity is larger than the porosity S2 (%) in . Therefore, in the specific cross section, due to the presence of pores formed in the second coating layer, the thermal conductivity in the second coating layer is reduced, and as a result, the deformation (thermal expansion and heat shrinkage) is suppressed. Furthermore, due to the presence of pores formed in the second coating layer, the deformation (thermal expansion and thermal contraction) of the second coating layer is absorbed, and thereby the deformation (thermal expansion and contraction) of the second coating layer is absorbed. and heat shrinkage) are suppressed. Therefore, according to the present interconnector member, the second coating layer (the first coating layer (from) can be suppressed.

(2)上記インターコネクタ部材において、前記第2の被膜層の前記外側部分に存在する酸素元素を除いた残りの元素の物質量に対するMnの物質量の割合は、60(atm%)以上である構成としてもよい。本インターコネクタ部材においては、前記第2の被膜層の前記外側部分に存在するMnの物質量が(前記外側部分に存在する)Coの物質量に対して十分多いことにより、前記第2の被膜層における熱伝導率は低下し、また、前記第2の被膜層における電子移動による熱移送は低下する。そのため、本インターコネクタ部材によれば、前記第2の被膜層における熱伝導が抑制され、ひいては前記第2の被膜層と前記第1の被膜層との熱膨張差による応力が生じることに起因する前記第2の被膜層の(前記第1の被膜層からの)剥離をより効果的に抑制することができる。 (2) In the interconnector member, the ratio of the amount of Mn to the amount of the remaining elements excluding the oxygen element present in the outer portion of the second coating layer is 60 (atm%) or more. It may also be a configuration. In this interconnector member, since the amount of Mn present in the outer portion of the second coating layer is sufficiently larger than the amount of Co (present in the outer portion), the second coating layer The thermal conductivity in the layer is reduced and the heat transfer by electron migration in the second coating layer is reduced. Therefore, according to the present interconnector member, heat conduction in the second coating layer is suppressed, and stress is generated due to the difference in thermal expansion between the second coating layer and the first coating layer. Peeling of the second coating layer (from the first coating layer) can be more effectively suppressed.

(3)上記インターコネクタ部材において、前記インターコネクタ部材は、電解質層と前記電解質層を挟んで前記第1の方向に互いに対向する空気極および燃料極とを含み、前記空気極および前記燃料極の少なくとも一方である特定電極の表面に面するガス室が形成された電気化学反応単セルを備える複数の電気化学反応単位を備える電気化学反応セルスタックにおいて、前記金属部材に、前記第1の方向の前記一方に突出する複数の凸部が形成され、前記複数の凸部が前記第1の被膜層および前記第2の被膜層によって覆われており、前記複数の凸部が前記特定電極に接続されることにより前記特定電極に電気的に接続される導電性部材であり、前記第1の方向における前記一方とは反対の方向を他方とし、前記第1の方向に直交する方向を第2の方向とし、前記第2の被膜層のうち、前記第1の方向における前記金属部材の前記一方側の先端を通る前記第2の方向の仮想直線よりも前記一方に位置する部分を第1の部分とし、前記仮想直線よりも前記他方に位置し、少なくとも一部が前記ガス室に面する部分を第2の部分としたとき、前記第2の被膜層の前記第1の部分の気孔率Saは、前記第2の被膜層の前記第2の部分の気孔率Sbよりも少ない構成としてもよい。 (3) In the above interconnector member, the interconnector member includes an electrolyte layer and an air electrode and a fuel electrode that face each other in the first direction with the electrolyte layer interposed therebetween, In an electrochemical reaction cell stack comprising a plurality of electrochemical reaction units each including an electrochemical reaction single cell in which a gas chamber facing the surface of a certain specific electrode is formed, at least one side of the electrochemical reaction cell stack is provided. A plurality of protrusions protruding from the one side are formed, the plurality of protrusions are covered with the first coating layer and the second coating layer, and the plurality of protrusions are connected to the specific electrode. a conductive member that is electrically connected to the specific electrode by and, of the second coating layer, a portion located on one side of the virtual straight line in the second direction passing through the tip of the one side of the metal member in the first direction is defined as a first portion. , the porosity Sa of the first part of the second coating layer is defined as a second part located on the other side of the virtual straight line and at least partially facing the gas chamber. The porosity may be smaller than the porosity Sb of the second portion of the second coating layer.

本インターコネクタ部材では、前記特定断面において、前記第2の被膜層の前記外側部分における気孔率S1(%)は、(前記第2の被膜層の)前記内側部分における気孔率S2(%)よりも大きいことにより、前記第2の被膜層と前記第1の被膜層との熱膨張差による応力が生じることに起因する前記第2の被膜層の(前記第1の被膜層からの)剥離を抑制することができる。ここで、本インターコネクタ部材では、上述した通り、前記第2の被膜層の前記第1の部分の気孔率Saは、前記第2の被膜層の前記第2の部分の気孔率Sbよりも少ない。(少なくとも一部が前記ガス室に面する)前記第2の部分においては、前記ガス室を通るガスの温度変化の影響により、前記第2の被膜層の(前記第1の被膜層からの)剥離が生じやすい。一方で、前記特定電極に接続される前記第2の部分は、前記ガス室に面していない(ごく一部を除く)ため、比較的、前記第2の被膜層の(前記第1の被膜層からの)剥離のおそれは無い。本インターコネクタ部材によれば、前記第2の被膜層のうち、(少なくとも一部が前記ガス室に面する)前記第2の部分の気孔率Sbが比較的多いことにより、上述した前記第2の被膜層の(前記第1の被膜層からの)剥離を抑制する効果を十分に奏しながらも、前記特定電極に接続される前記第2の部分の気孔率Sbが比較的少ないことにより、上記インターコネクタ部材(の前記凸部)と前記特定電極との間において、効率よく電流を流すことができ、ひいては前記電気化学反応セルスタックの性能を向上させることができる。 In this interconnector member, in the specific cross section, the porosity S1 (%) in the outer portion of the second coating layer is greater than the porosity S2 (%) in the inner portion (of the second coating layer). The large value also prevents peeling of the second coating layer (from the first coating layer) due to stress caused by the difference in thermal expansion between the second coating layer and the first coating layer. Can be suppressed. Here, in the present interconnector member, as described above, the porosity Sa of the first portion of the second coating layer is smaller than the porosity Sb of the second portion of the second coating layer. . In the second part (at least partially facing the gas chamber), due to the influence of temperature changes of the gas passing through the gas chamber, the change in the second coating layer (from the first coating layer) Peeling is likely to occur. On the other hand, since the second portion connected to the specific electrode does not face the gas chamber (excluding a small portion), the second portion of the second coating layer (the first coating layer There is no risk of peeling (from the layer). According to the present interconnector member, the porosity Sb of the second portion (at least a part of which faces the gas chamber) of the second coating layer is relatively high, so that the second Although the effect of suppressing peeling of the coating layer (from the first coating layer) is sufficiently exhibited, the porosity Sb of the second portion connected to the specific electrode is relatively small, so that the above-mentioned Current can be efficiently passed between (the convex portion of) the interconnector member and the specific electrode, and as a result, the performance of the electrochemical reaction cell stack can be improved.

(4)上記インターコネクタ部材の製造方法において、前記金属部材を準備する第1の工程と、前記金属部材に、泳動電析によりMn酸化物層を形成する第2の工程と、前記Mn酸化物層に、メッキによりCoを含有するCoメッキ層を形成する第3の工程と、前記第1の工程、前記第2の工程、および前記第3の工程を経た前記金属部材を焼成することにより、前記金属部材に前記第1の被膜層および前記第2の被膜層を形成する第4の工程と、を備える構成としてもよい。本インターコネクタ部材の製造方法によれば、前記第2の被膜層におけるMnの濃度(atm%)とCoの濃度(atm%)との比は、1:1~2であり、前記特定断面において、前記第2の被膜層の前記外側部分における気孔率S1(%)は、前記内側部分における気孔率S2(%前記Mn酸化物層)よりも大きい構成とされた上記インターコネクタ部材を容易に製造することができる。また、本インターコネクタ部材の製造方法においては、泳動電析により前記Mn酸化物層を形成した後(前記第2の工程)、前記Mn酸化物層に生じた隙間にCoメッキ層を形成するため(前記第3の工程)、前記第2の被膜層と前記第1の被膜層との密着性が良好なものとなり、これにより前記第2の被膜層の(前記第1の被膜層からの)剥離が抑制される。 (4) In the method for manufacturing an interconnector member, the steps include: a first step of preparing the metal member; a second step of forming a Mn oxide layer on the metal member by electrophoretic deposition; A third step of forming a Co-plated layer containing Co on the layer by plating, and firing the metal member that has undergone the first step, the second step, and the third step, A fourth step of forming the first coating layer and the second coating layer on the metal member may be configured. According to the present method for manufacturing an interconnector member, the ratio of the Mn concentration (atm%) to the Co concentration (atm%) in the second coating layer is 1:1 to 2, and in the specific cross section , the interconnector member is configured such that the porosity S1 (%) in the outer portion of the second coating layer is larger than the porosity S2 (%) in the inner portion of the Mn oxide layer; can do. In addition, in the method for manufacturing an interconnector member of the present invention, after forming the Mn oxide layer by electrophoretic deposition (the second step), a Co plating layer is formed in the gap created in the Mn oxide layer. (the third step), the adhesion between the second coating layer and the first coating layer becomes good, so that the adhesion of the second coating layer (from the first coating layer) Peeling is suppressed.

(5)上記インターコネクタ部材の製造方法において、前記第2の工程において、前記金属部材を浸す溶剤として、ケトン類の溶剤を用いる構成としてもよい。そのため、本インターコネクタ部材の製造方法によれば、前記第2の工程の工程において、より効率的に、前記Mn酸化物層を形成することができる。 (5) In the method for manufacturing an interconnector member, a ketone solvent may be used as the solvent for soaking the metal member in the second step. Therefore, according to the present method for manufacturing an interconnector member, the Mn oxide layer can be formed more efficiently in the second step.

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、インターコネクタ部材、インターコネクタ部材と電気化学反応単セル(燃料電池単セルまたは電解単セル)とを備える電気化学反応単位(燃料電池発電単位または電解セル単位)、複数の電気化学反応単位を備える電気化学反応セルスタック(燃料電池スタックまたは電解セルスタック)、それらの製造方法等の形態で実現することが可能である。 Note that the technology disclosed in this specification can be realized in various forms, for example, an interconnector member, an interconnector member and an electrochemical reaction single cell (a fuel cell single cell or an electrolytic single cell). It is realized in the form of an electrochemical reaction unit (fuel cell power generation unit or electrolytic cell unit) comprising a plurality of electrochemical reaction units, an electrochemical reaction cell stack (fuel cell stack or electrolytic cell stack) comprising a plurality of electrochemical reaction units, a manufacturing method thereof, etc. Is possible.

本実施形態における燃料電池スタック100の外観構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing the external configuration of a fuel cell stack 100 in this embodiment. 図1のII-IIの位置における燃料電池スタック100のXZ断面構成を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an XZ cross-sectional configuration of the fuel cell stack 100 at a position II-II in FIG. 1. FIG. 図1のIII-IIIの位置における燃料電池スタック100のYZ断面構成を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a YZ cross-sectional configuration of the fuel cell stack 100 at the position III-III in FIG. 1. FIG. 図2に示す断面と同一の位置における互いに隣接する2つの発電単位102のXZ断面構成を示す説明図である。3 is an explanatory diagram showing an XZ cross-sectional configuration of two power generation units 102 adjacent to each other at the same position as the cross section shown in FIG. 2. FIG. 図3に示す断面と同一の位置における互いに隣接する2つの発電単位102のYZ断面構成を示す説明図である。4 is an explanatory diagram showing a YZ cross-sectional configuration of two power generation units 102 adjacent to each other at the same position as the cross section shown in FIG. 3. FIG. 図4のVI-VIの位置における発電単位102のXY断面構成を示す説明図である。5 is an explanatory diagram showing the XY cross-sectional configuration of the power generation unit 102 at the position VI-VI in FIG. 4. FIG. 図4のVII-VIIの位置における発電単位102のXY断面構成を示す説明図である。5 is an explanatory diagram showing the XY cross-sectional configuration of the power generation unit 102 at the position VII-VII in FIG. 4. FIG. 本実施形態におけるインターコネクタ複合体200(の空気極側集電体134が形成されている部分)の詳細構成を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a detailed configuration of an interconnector complex 200 (a portion of which an air electrode side current collector 134 is formed) in the present embodiment. 本実施形態におけるインターコネクタ複合体200(のうち、空気極側集電体134が形成されていない部分)の詳細構成を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a detailed configuration of an interconnector complex 200 (of which the air electrode side current collector 134 is not formed) in the present embodiment. 本実施形態におけるインターコネクタ複合体200の製造方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the manufacturing method of the interconnector composite body 200 in this embodiment. 本実施形態におけるインターコネクタ複合体200の製造方法の一例の一部を概略的に示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a part of an example of a method for manufacturing an interconnector complex 200 according to the present embodiment. 本実施形態におけるインターコネクタ複合体200の製造方法の一例の一部を概略的に示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a part of an example of a method for manufacturing an interconnector complex 200 according to the present embodiment. 本実施形態における性能評価結果を示す説明図である。It is an explanatory diagram showing performance evaluation results in this embodiment.

A.実施形態:
A-1.燃料電池スタック100の構成:
(燃料電池スタック100の構成)
図1は、本実施形態における燃料電池スタック100の外観構成を示す斜視図であり、図2は、図1(および後述する図6,7)のII-IIの位置における燃料電池スタック100のXZ断面構成を示す説明図であり、図3は、図1(および後述する図6,7)のIII-IIIの位置における燃料電池スタック100のYZ断面構成を示す説明図である。各図には、方向を特定するための互いに直交するXYZ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Z軸正方向を上方向と呼び、Z軸負方向を下方向と呼ぶものとするが、燃料電池スタック100は実際にはそのような向きとは異なる向きで設置されてもよい。図4以降についても同様である。
A. Embodiment:
A-1. Configuration of fuel cell stack 100:
(Configuration of fuel cell stack 100)
FIG. 1 is a perspective view showing the external configuration of a fuel cell stack 100 in this embodiment, and FIG. 2 is an XZ diagram of the fuel cell stack 100 at a position II-II in FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a cross-sectional configuration, and FIG. 3 is an explanatory diagram showing a YZ cross-sectional configuration of the fuel cell stack 100 at a position III-III in FIG. 1 (and FIGS. 6 and 7 described later). Each figure shows mutually orthogonal XYZ axes for specifying directions. In this specification, for convenience, the positive Z-axis direction will be referred to as the upward direction, and the negative Z-axis direction will be referred to as the downward direction, but the fuel cell stack 100 is actually oriented in a different direction. may be installed. The same applies to FIG. 4 and subsequent figures.

燃料電池スタック100は、複数の(本実施形態では7つの)燃料電池発電単位(以下、単に「発電単位」という。)102と、一対のエンドプレート104,106とを備える。7つの発電単位102は、所定の配列方向(本実施形態では上下方向)に並べて配置されている。一対のエンドプレート104,106は、7つの発電単位102から構成される集合体を上下から挟むように配置されている。 The fuel cell stack 100 includes a plurality (seven in this embodiment) of fuel cell power generation units (hereinafter simply referred to as "power generation units") 102 and a pair of end plates 104 and 106. The seven power generation units 102 are arranged in a predetermined arrangement direction (vertical direction in this embodiment). A pair of end plates 104 and 106 are arranged so as to sandwich an assembly composed of seven power generation units 102 from above and below.

燃料電池スタック100を構成する各層(発電単位102、エンドプレート104,106)のZ軸方向回りの周縁部には、上下方向に貫通する複数の(本実施形態では8つの)孔が形成されており、各層に形成され互いに対応する孔同士が上下方向に連通して、一方のエンドプレート104から他方のエンドプレート106にわたって上下方向に延びる連通孔108を構成している。以下の説明では、連通孔108を構成するために燃料電池スタック100の各層に形成された孔も、連通孔108と呼ぶ場合がある。 A plurality of holes (eight in this embodiment) that penetrate in the vertical direction are formed in the peripheral edge of each layer (power generation unit 102, end plates 104, 106) that constitutes the fuel cell stack 100 around the Z-axis direction. The corresponding holes formed in each layer communicate with each other in the vertical direction to form a communication hole 108 extending in the vertical direction from one end plate 104 to the other end plate 106. In the following description, the holes formed in each layer of the fuel cell stack 100 to constitute the communication holes 108 may also be referred to as the communication holes 108.

各連通孔108には上下方向に延びるボルト22が挿通されており、ボルト22とボルト22の両側に嵌められたナット24とによって、燃料電池スタック100は締結されている。なお、図2および図3に示すように、ボルト22の一方の側(上側)に嵌められたナット24と燃料電池スタック100の上端を構成するエンドプレート104の上側表面との間、および、ボルト22の他方の側(下側)に嵌められたナット24と燃料電池スタック100の下端を構成するエンドプレート106の下側表面との間には、絶縁シート26が介在している。ただし、後述のガス通路部材27が設けられた箇所では、ナット24とエンドプレート106の表面との間に、ガス通路部材27とガス通路部材27の上側および下側のそれぞれに配置された絶縁シート26とが介在している。絶縁シート26は、例えばマイカシートや、セラミック繊維シート、セラミック圧粉シート、ガラスシート、ガラスセラミック複合剤等により構成される。 A bolt 22 extending in the vertical direction is inserted into each communication hole 108, and the fuel cell stack 100 is fastened by the bolt 22 and nuts 24 fitted on both sides of the bolt 22. As shown in FIGS. 2 and 3, between the nut 24 fitted on one side (upper side) of the bolt 22 and the upper surface of the end plate 104 that constitutes the upper end of the fuel cell stack 100, An insulating sheet 26 is interposed between the nut 24 fitted on the other side (lower side) of the nut 22 and the lower surface of the end plate 106 that constitutes the lower end of the fuel cell stack 100. However, at a location where a gas passage member 27 (described later) is provided, an insulating sheet is placed between the nut 24 and the surface of the end plate 106, and on the upper and lower sides of the gas passage member 27 and the gas passage member 27, respectively. 26 is interposed. The insulating sheet 26 is made of, for example, a mica sheet, a ceramic fiber sheet, a ceramic powder sheet, a glass sheet, a glass-ceramic composite, or the like.

各ボルト22の軸部の外径は各連通孔108の内径より小さい。そのため、各ボルト22の軸部の外周面と各連通孔108の内周面との間には、空間が確保されている。図1および図2に示すように、燃料電池スタック100のZ軸方向回りの外周における1つの辺(Y軸に平行な2つの辺の内のX軸正方向側の辺)の中点付近に位置するボルト22(ボルト22A)と、そのボルト22Aが挿通された連通孔108とにより形成された空間は、燃料電池スタック100の外部から酸化剤ガスOGが導入され、その酸化剤ガスOGを各発電単位102に供給するガス流路である酸化剤ガス導入マニホールド161として機能し、該辺の反対側の辺(Y軸に平行な2つの辺の内のX軸負方向側の辺)の中点付近に位置するボルト22(ボルト22B)と、そのボルト22Bが挿通された連通孔108とにより形成された空間は、各発電単位102の空気室166から排出されたガスである酸化剤オフガスOOGを燃料電池スタック100の外部へと排出する酸化剤ガス排出マニホールド162として機能する。なお、本実施形態では、酸化剤ガスOGとして、例えば空気が使用される。 The outer diameter of the shaft portion of each bolt 22 is smaller than the inner diameter of each communication hole 108. Therefore, a space is ensured between the outer circumferential surface of the shaft portion of each bolt 22 and the inner circumferential surface of each communication hole 108. As shown in FIGS. 1 and 2, near the midpoint of one side (the side in the positive X-axis direction of the two sides parallel to the Y-axis) on the outer periphery of the fuel cell stack 100 around the Z-axis direction. The space formed by the located bolt 22 (bolt 22A) and the communication hole 108 into which the bolt 22A is inserted is a space into which oxidizing gas OG is introduced from outside the fuel cell stack 100, and the oxidizing gas OG is It functions as an oxidizing gas introduction manifold 161 that is a gas flow path for supplying the power generation unit 102, and inside the side opposite to this side (the side on the negative side of the X-axis of the two sides parallel to the Y-axis). The space formed by the bolt 22 (bolt 22B) located near the point and the communication hole 108 through which the bolt 22B is inserted contains oxidant off-gas OOG, which is gas discharged from the air chamber 166 of each power generation unit 102. It functions as an oxidizing gas exhaust manifold 162 that exhausts the oxidant gas to the outside of the fuel cell stack 100. Note that in this embodiment, air, for example, is used as the oxidant gas OG.

また、図1および図3に示すように、燃料電池スタック100のZ軸方向回りの外周における1つの辺(X軸に平行な2つの辺の内のY軸正方向側の辺)の中点付近に位置するボルト22(ボルト22D)と、そのボルト22Dが挿通された連通孔108とにより形成された空間は、燃料電池スタック100の外部から燃料ガスFGが導入され、その燃料ガスFGを各発電単位102に供給する燃料ガス導入マニホールド171として機能し、該辺の反対側の辺(X軸に平行な2つの辺の内のY軸負方向側の辺)の中点付近に位置するボルト22(ボルト22E)と、そのボルト22Eが挿通された連通孔108とにより形成された空間は、各発電単位102の燃料室176から排出されたガスである燃料オフガスFOGを燃料電池スタック100の外部へと排出する燃料ガス排出マニホールド172として機能する。なお、本実施形態では、燃料ガスFGとして、例えば都市ガスを改質した水素リッチなガスが使用される。 Further, as shown in FIGS. 1 and 3, the midpoint of one side (the side in the positive Y-axis direction of the two sides parallel to the X-axis) on the outer periphery of the fuel cell stack 100 around the Z-axis direction The space formed by the bolt 22 (bolt 22D) located nearby and the communication hole 108 into which the bolt 22D is inserted allows fuel gas FG to be introduced from outside the fuel cell stack 100, and the fuel gas FG to be passed through the space. A bolt that functions as a fuel gas introduction manifold 171 for supplying to the power generation unit 102 and is located near the midpoint of the side opposite to this side (the side on the negative side of the Y-axis of the two sides parallel to the X-axis) 22 (bolts 22E) and the communication holes 108 into which the bolts 22E are inserted, the space is configured to transport fuel off-gas FOG, which is gas discharged from the fuel chamber 176 of each power generation unit 102, to the outside of the fuel cell stack 100. It functions as a fuel gas exhaust manifold 172 that discharges fuel gas to. In this embodiment, a hydrogen-rich gas obtained by reforming city gas, for example, is used as the fuel gas FG.

燃料電池スタック100には、4つのガス通路部材27が設けられている。各ガス通路部材27は、中空筒状の本体部28と、本体部28の側面から分岐した中空筒状の分岐部29とを有している。分岐部29の孔は本体部28の孔と連通している。各ガス通路部材27の分岐部29には、ガス配管(図示せず)が接続される。また、図2に示すように、酸化剤ガス導入マニホールド161を形成するボルト22Aの位置に配置されたガス通路部材27の本体部28の孔は、酸化剤ガス導入マニホールド161に連通しており、酸化剤ガス排出マニホールド162を形成するボルト22Bの位置に配置されたガス通路部材27の本体部28の孔は、酸化剤ガス排出マニホールド162に連通している。また、図3に示すように、燃料ガス導入マニホールド171を形成するボルト22Dの位置に配置されたガス通路部材27の本体部28の孔は、燃料ガス導入マニホールド171に連通しており、燃料ガス排出マニホールド172を形成するボルト22Eの位置に配置されたガス通路部材27の本体部28の孔は、燃料ガス排出マニホールド172に連通している。 The fuel cell stack 100 is provided with four gas passage members 27. Each gas passage member 27 has a hollow cylindrical main body 28 and a hollow cylindrical branch 29 branching from a side surface of the main body 28 . The hole in the branch portion 29 communicates with the hole in the main body portion 28 . A gas pipe (not shown) is connected to the branch portion 29 of each gas passage member 27. Further, as shown in FIG. 2, the hole in the main body 28 of the gas passage member 27 located at the position of the bolt 22A forming the oxidant gas introduction manifold 161 communicates with the oxidant gas introduction manifold 161, A hole in the main body portion 28 of the gas passage member 27 located at the position of the bolt 22B forming the oxidant gas discharge manifold 162 communicates with the oxidant gas discharge manifold 162. Further, as shown in FIG. 3, the holes in the main body 28 of the gas passage member 27 disposed at the positions of the bolts 22D forming the fuel gas introduction manifold 171 communicate with the fuel gas introduction manifold 171, and A hole in the main body portion 28 of the gas passage member 27 located at the position of the bolt 22E forming the exhaust manifold 172 communicates with the fuel gas exhaust manifold 172.

(エンドプレート104,106の構成)
一対のエンドプレート104,106は、略矩形の平板形状の導電性部材であり、例えばステンレスにより形成されている。一方のエンドプレート104は、最も上に位置する発電単位102の上側に配置され、他方のエンドプレート106は、最も下に位置する発電単位102の下側に配置されている。一対のエンドプレート104,106によって複数の発電単位102が押圧された状態で挟持されている。上側のエンドプレート104は、燃料電池スタック100のプラス側の出力端子として機能し、下側のエンドプレート106は、燃料電池スタック100のマイナス側の出力端子として機能する。
(Configuration of end plates 104, 106)
The pair of end plates 104 and 106 are substantially rectangular flat plate-shaped conductive members, and are made of stainless steel, for example. One end plate 104 is arranged above the uppermost power generation unit 102, and the other end plate 106 is arranged below the lowermost power generation unit 102. A plurality of power generation units 102 are held in a pressed state by a pair of end plates 104 and 106. The upper end plate 104 functions as a positive output terminal of the fuel cell stack 100, and the lower end plate 106 functions as a negative output terminal of the fuel cell stack 100.

(発電単位102の構成)
図4は、図2に示す断面と同一の位置における互いに隣接する2つの発電単位102のXZ断面構成を示す説明図であり、図5は、図3に示す断面と同一の位置における互いに隣接する2つの発電単位102のYZ断面構成を示す説明図である。図5の上部には、発電単位102の一部分のYZ断面構成が拡大して示されている。また、図6は、図4のVI-VIの位置における発電単位102のXY断面構成を示す説明図であり、図7は、図4のVII-VIIの位置における発電単位102のXY断面構成を示す説明図である。
(Configuration of power generation unit 102)
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the XZ cross-sectional structure of two power generation units 102 adjacent to each other at the same position as the cross section shown in FIG. 2, and FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a YZ cross-sectional configuration of two power generation units 102. FIG. In the upper part of FIG. 5, the YZ cross-sectional configuration of a portion of the power generation unit 102 is shown in an enlarged manner. 6 is an explanatory diagram showing the XY cross-sectional configuration of the power generation unit 102 at the VI-VI position in FIG. 4, and FIG. 7 is an explanatory diagram showing the XY cross-sectional configuration of the power generation unit 102 at the VII-VII position in FIG. FIG.

図4および図5に示すように、発電単位102は、単セル110と、セパレータ120と、空気極側フレーム130と、空気極側集電体134と、燃料極側フレーム140と、燃料極側集電体144と、発電単位102の最上層および最下層を構成する一対のインターコネクタ150とを備えている。セパレータ120、空気極側フレーム130、燃料極側フレーム140、インターコネクタ150におけるZ軸方向回りの周縁部には、上述したボルト22が挿通される連通孔108に対応する孔が形成されている。 As shown in FIGS. 4 and 5, the power generation unit 102 includes a single cell 110, a separator 120, an air electrode side frame 130, an air electrode side current collector 134, a fuel electrode side frame 140, and a fuel electrode side frame 130. It includes a current collector 144 and a pair of interconnectors 150 forming the uppermost layer and the lowermost layer of the power generation unit 102. Holes corresponding to the communication holes 108 into which the bolts 22 described above are inserted are formed in the peripheral edges of the separator 120, the air electrode side frame 130, the fuel electrode side frame 140, and the interconnector 150 around the Z-axis direction.

インターコネクタ150は、略矩形の平板形状の導電性部材であり、例えばフェライト系ステンレスにより形成されている。インターコネクタ150は、発電単位102間の電気的導通を確保すると共に、発電単位102間での反応ガスの混合を防止する。なお、本実施形態では、2つの発電単位102が隣接して配置されている場合、1つのインターコネクタ150は、隣接する2つの発電単位102に共有されている。すなわち、ある発電単位102における上側のインターコネクタ150は、その発電単位102の上側に隣接する他の発電単位102における下側のインターコネクタ150と同一部材である。また、燃料電池スタック100は一対のエンドプレート104,106を備えているため、燃料電池スタック100において最も上に位置する発電単位102は上側のインターコネクタ150を備えておらず、最も下に位置する発電単位102は下側のインターコネクタ150を備えていない(図2および図3参照)。 The interconnector 150 is a substantially rectangular flat plate-shaped conductive member, and is made of, for example, ferritic stainless steel. The interconnector 150 ensures electrical continuity between the power generation units 102 and prevents reaction gases from mixing between the power generation units 102 . In addition, in this embodiment, when two power generation units 102 are arranged adjacently, one interconnector 150 is shared by the two adjacent power generation units 102. That is, the upper interconnector 150 in a certain power generation unit 102 is the same member as the lower interconnector 150 in another power generation unit 102 adjacent to the upper side of the power generation unit 102. Furthermore, since the fuel cell stack 100 includes a pair of end plates 104 and 106, the uppermost power generation unit 102 in the fuel cell stack 100 does not include the upper interconnector 150, and the lowermost power generation unit 102 does not include the upper interconnector 150. The power generation unit 102 does not include a lower interconnector 150 (see FIGS. 2 and 3).

単セル110は、電解質層112と、電解質層112の上下方向(第1の方向)の一方側(下側)に配置された燃料極(アノード)116と、電解質層112の上下方向の他方側(上側)に配置された空気極(カソード)114と、電解質層112と空気極114との間に配置された中間層180とを備える。なお、本実施形態の単セル110は、燃料極116で単セル110を構成する他の層(電解質層112、空気極114、中間層180)を支持する燃料極支持形の単セルである。 The single cell 110 includes an electrolyte layer 112, a fuel electrode (anode) 116 disposed on one side (lower side) of the electrolyte layer 112 in the vertical direction (first direction), and the other side of the electrolyte layer 112 in the vertical direction. It includes an air electrode (cathode) 114 arranged on the upper side, and an intermediate layer 180 arranged between the electrolyte layer 112 and the air electrode 114. Note that the single cell 110 of this embodiment is a fuel electrode supported type single cell in which the fuel electrode 116 supports other layers (electrolyte layer 112, air electrode 114, intermediate layer 180) that constitute the single cell 110.

電解質層112は、Z軸方向視で略矩形の平板形状部材であり、緻密な層である。電解質層112は、例えば、YSZ(イットリア安定化ジルコニア)、ScSZ(スカンジア安定化ジルコニア)、SDC(サマリウムドープセリア)、GDC(ガドリニウムドープセリア)、ペロブスカイト型酸化物等の固体酸化物により形成されている。すなわち、本実施形態の単セル110(発電単位102)は、電解質として固体酸化物を用いる固体酸化物形燃料電池(SOFC)である。 The electrolyte layer 112 is a substantially rectangular plate-shaped member when viewed in the Z-axis direction, and is a dense layer. The electrolyte layer 112 is formed of a solid oxide such as YSZ (yttria-stabilized zirconia), ScSZ (scandia-stabilized zirconia), SDC (samarium-doped ceria), GDC (gadolinium-doped ceria), or perovskite-type oxide. There is. That is, the single cell 110 (power generation unit 102) of this embodiment is a solid oxide fuel cell (SOFC) that uses a solid oxide as an electrolyte.

空気極114は、Z軸方向視で電解質層112より小さい略矩形の平板形状部材であり、多孔質な層である。空気極114は、例えば、ペロブスカイト型酸化物(例えばLSCF(ランタンストロンチウムコバルト鉄酸化物)、LSM(ランタンストロンチウムマンガン酸化物)、LNF(ランタンニッケル鉄)により形成されている。 The air electrode 114 is a substantially rectangular plate-shaped member smaller than the electrolyte layer 112 when viewed in the Z-axis direction, and is a porous layer. The air electrode 114 is formed of, for example, a perovskite oxide (for example, LSCF (lanthanum strontium cobalt iron oxide), LSM (lanthanum strontium manganese oxide), or LNF (lanthanum nickel iron).

燃料極116は、Z軸方向視で電解質層112と略同一の大きさの略矩形の平板形状部材であり、多孔質な層である。燃料極116は、例えば、Niと酸化物イオン伝導性セラミックス粒子(例えば、YSZ)とからなるサーメットにより形成されている。 The fuel electrode 116 is a substantially rectangular plate-shaped member having substantially the same size as the electrolyte layer 112 when viewed in the Z-axis direction, and is a porous layer. The fuel electrode 116 is formed of, for example, a cermet made of Ni and oxide ion conductive ceramic particles (eg, YSZ).

中間層180は、略矩形の平板形状部材であり、GDC(ガドリニウムドープセリア)を含むように形成されている。中間層180は、空気極114から拡散した元素(例えば、Sr)が電解質層112に含まれる元素(例えば、Zr)と反応して高抵抗な物質(例えば、SrZrO)が生成されることを抑制する。 The intermediate layer 180 is a substantially rectangular plate-shaped member, and is formed to include GDC (gadolinium-doped ceria). The intermediate layer 180 has a structure in which an element (for example, Sr) diffused from the air electrode 114 reacts with an element (for example, Zr) contained in the electrolyte layer 112 to generate a high-resistance substance (for example, SrZrO 3 ). suppress.

セパレータ120は、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の孔121が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、金属により形成されている。セパレータ120における孔121の周囲部分は、電解質層112における空気極114の側の表面の周縁部に対向している。セパレータ120は、その対向した部分に配置されたロウ材(例えばAgロウ)により形成された接合部124により、電解質層112(単セル110)と接合されている。セパレータ120により、空気極114に面する空気室166と燃料極116に面する燃料室176とが区画され、単セル110の周縁部における一方の電極側から他方の電極側へのガスのリークが抑制される。 The separator 120 is a frame-shaped member in which a substantially rectangular hole 121 that penetrates vertically is formed near the center, and is made of metal, for example. The surrounding portion of the hole 121 in the separator 120 faces the peripheral edge of the surface of the electrolyte layer 112 on the air electrode 114 side. The separator 120 is bonded to the electrolyte layer 112 (single cell 110) by a bonding portion 124 formed of a brazing material (for example, Ag brazing) disposed at opposing portions. The separator 120 separates an air chamber 166 facing the air electrode 114 and a fuel chamber 176 facing the fuel electrode 116, thereby preventing gas from leaking from one electrode side to the other electrode side at the periphery of the single cell 110. suppressed.

図4~6に示すように、空気極側フレーム130は、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の孔131が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、マイカ等の絶縁体により形成されている。空気極側フレーム130の孔131は、空気極114に面する空気室166を構成する。空気極側フレーム130は、セパレータ120における電解質層112に対向する側とは反対側の表面の周縁部と、インターコネクタ150における空気極114に対向する側の表面の周縁部とに接触している。また、空気極側フレーム130によって、発電単位102に含まれる一対のインターコネクタ150間が電気的に絶縁される。また、空気極側フレーム130には、酸化剤ガス導入マニホールド161と空気室166とを連通する酸化剤ガス供給連通孔132と、空気室166と酸化剤ガス排出マニホールド162とを連通する酸化剤ガス排出連通孔133とが形成されている。 As shown in FIGS. 4 to 6, the air electrode side frame 130 is a frame-like member in which a substantially rectangular hole 131 penetrating vertically is formed near the center, and is made of, for example, an insulator such as mica. ing. The hole 131 of the air electrode side frame 130 constitutes an air chamber 166 facing the air electrode 114. The air electrode side frame 130 is in contact with the peripheral edge of the surface of the separator 120 on the side opposite to the side facing the electrolyte layer 112 and the peripheral edge of the surface of the interconnector 150 on the side opposite to the air electrode 114. . Further, the pair of interconnectors 150 included in the power generation unit 102 are electrically insulated by the air electrode side frame 130. The air electrode side frame 130 also includes an oxidizing gas supply communication hole 132 that communicates between the oxidizing gas introduction manifold 161 and the air chamber 166, and an oxidizing gas supply communication hole 132 that communicates between the air chamber 166 and the oxidizing gas discharge manifold 162. A discharge communication hole 133 is formed.

図4,5,7に示すように、燃料極側フレーム140は、中央付近に上下方向に貫通する略矩形の孔141が形成されたフレーム状の部材であり、例えば、金属により形成されている。燃料極側フレーム140の孔141は、燃料極116に面する燃料室176を構成する。燃料極側フレーム140は、セパレータ120における電解質層112に対向する側の表面の周縁部と、インターコネクタ150における燃料極116に対向する側の表面の周縁部とに接触している。また、燃料極側フレーム140には、燃料ガス導入マニホールド171と燃料室176とを連通する燃料ガス供給連通孔142と、燃料室176と燃料ガス排出マニホールド172とを連通する燃料ガス排出連通孔143とが形成されている。 As shown in FIGS. 4, 5, and 7, the fuel electrode side frame 140 is a frame-like member in which a substantially rectangular hole 141 penetrating vertically is formed near the center, and is made of, for example, metal. . The hole 141 of the fuel electrode side frame 140 constitutes a fuel chamber 176 facing the fuel electrode 116. The fuel electrode side frame 140 is in contact with the peripheral edge of the surface of the separator 120 facing the electrolyte layer 112 and the peripheral edge of the surface of the interconnector 150 facing the fuel electrode 116 . The fuel electrode side frame 140 also includes a fuel gas supply communication hole 142 that communicates between the fuel gas introduction manifold 171 and the fuel chamber 176, and a fuel gas discharge communication hole 143 that communicates between the fuel chamber 176 and the fuel gas discharge manifold 172. is formed.

図4,5,7に示すように、燃料極側集電体144は、燃料室176内に配置されている。燃料極側集電体144は、インターコネクタ対向部146と、電極対向部145と、電極対向部145とインターコネクタ対向部146とをつなぐ連接部147とを備えており、例えば、ニッケルやニッケル合金、ステンレス等により形成されている。電極対向部145は、燃料極116における電解質層112に対向する側とは反対側の表面に接触しており、インターコネクタ対向部146は、インターコネクタ150における燃料極116に対向する側の表面に接触している。ただし、上述したように、燃料電池スタック100において最も下に位置する発電単位102は下側のインターコネクタ150を備えていないため、当該発電単位102におけるインターコネクタ対向部146は、下側のエンドプレート106に接触している。燃料極側集電体144は、このような構成であるため、燃料極116とインターコネクタ150(またはエンドプレート106)とを電気的に接続する。なお、電極対向部145とインターコネクタ対向部146との間には、例えばマイカにより形成されたスペーサー149が配置されている。そのため、燃料極側集電体144が温度サイクルや反応ガス圧力変動による発電単位102の変形に追随し、燃料極側集電体144を介した燃料極116とインターコネクタ150(またはエンドプレート106)との電気的接続が良好に維持される。 As shown in FIGS. 4, 5, and 7, the fuel electrode side current collector 144 is arranged within the fuel chamber 176. The fuel electrode side current collector 144 includes an interconnector facing part 146, an electrode facing part 145, and a connecting part 147 connecting the electrode facing part 145 and the interconnector facing part 146, and is made of, for example, nickel or nickel alloy. , stainless steel, etc. The electrode facing portion 145 is in contact with the surface of the fuel electrode 116 on the side opposite to the side facing the electrolyte layer 112, and the interconnector facing portion 146 is in contact with the surface of the interconnector 150 on the side opposite to the fuel electrode 116. are in contact. However, as described above, since the lowest power generation unit 102 in the fuel cell stack 100 does not include the lower interconnector 150, the interconnector facing portion 146 in the power generation unit 102 is located on the lower end plate. 106 is in contact. Since the fuel electrode side current collector 144 has such a configuration, it electrically connects the fuel electrode 116 and the interconnector 150 (or the end plate 106). Note that a spacer 149 made of mica, for example, is arranged between the electrode facing part 145 and the interconnector facing part 146. Therefore, the fuel electrode side current collector 144 follows the deformation of the power generation unit 102 due to temperature cycles and reaction gas pressure fluctuations, and connects the fuel electrode 116 and the interconnector 150 (or end plate 106) via the fuel electrode side current collector 144. Good electrical connection is maintained.

図4~6に示すように、空気極側集電体134は、空気室166内に配置されている。空気極側集電体134は、複数の略四角柱状の集電体要素から構成されており、例えばフェライト系ステンレスにより形成されている。空気極側集電体134は、インターコネクタ150からZ軸負方向(Z軸方向の上記一方側(空気極114の側))に突出する凸状に形成されている。空気極側集電体134は、空気極114における電解質層112に対向する側とは反対側の表面と、インターコネクタ150における空気極114に対向する側の表面とに接続されている(接している)。ただし、上述したように、燃料電池スタック100において最も上に位置する発電単位102は上側のインターコネクタ150を備えていないため、当該発電単位102における空気極側集電体134は、上側のエンドプレート104に接触している。空気極側集電体134は、このような構成であるため、空気極114とインターコネクタ150(またはエンドプレート104)とを電気的に接続する。 As shown in FIGS. 4 to 6, the air electrode side current collector 134 is arranged within the air chamber 166. The air electrode side current collector 134 is composed of a plurality of substantially square columnar current collector elements, and is made of, for example, ferritic stainless steel. The air electrode side current collector 134 is formed in a convex shape that projects from the interconnector 150 in the negative Z-axis direction (the one side (the air electrode 114 side) in the Z-axis direction). The air electrode side current collector 134 is connected to the surface of the air electrode 114 on the side opposite to the side facing the electrolyte layer 112 and the surface of the interconnector 150 on the side opposite to the air electrode 114 (in contact with it). ). However, as described above, since the uppermost power generation unit 102 in the fuel cell stack 100 does not include the upper interconnector 150, the air electrode side current collector 134 in the power generation unit 102 is connected to the upper end plate. 104 is in contact. Since the air electrode side current collector 134 has such a configuration, it electrically connects the air electrode 114 and the interconnector 150 (or the end plate 104).

なお、図4および図5に示すように、本実施形態では、空気極側集電体134とインターコネクタ150とは一体の部材として形成されている。すなわち、該一体の部材(以下、「金属部材190」と呼ぶ。)の内、上下方向(Z軸方向)に直交する平板形状の部分がインターコネクタ150として機能し、該平板形状の部分から空気極114に向けて突出するように形成された複数の集電体要素が空気極側集電体134として機能する。 Note that, as shown in FIGS. 4 and 5, in this embodiment, the air electrode side current collector 134 and the interconnector 150 are formed as an integral member. That is, of the integral member (hereinafter referred to as "metal member 190"), a flat plate-shaped part perpendicular to the vertical direction (Z-axis direction) functions as the interconnector 150, and air is removed from the flat plate-shaped part. A plurality of current collector elements formed to protrude toward the pole 114 function as the air electrode side current collector 134.

図5に示すように、金属部材190の表面上に、Cr酸化物(例えば、Cr(クロミア))を含有する酸化被膜層194が形成されている。また、図4および図5に示すように、金属部材190の表面(より詳細には、金属部材190の表面上に配置された酸化被膜層194における金属部材190とは反対側の表面)は、導電性のMn-Co被膜層196によって覆われている。なお、酸化被膜層194は、特許請求の範囲における第1の被膜層に相当し、Mn-Co被膜層196は、特許請求の範囲における第2の被膜層に相当する。 As shown in FIG. 5, an oxide film layer 194 containing Cr oxide (for example, Cr 2 O 3 (chromia)) is formed on the surface of the metal member 190. Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the surface of the metal member 190 (more specifically, the surface of the oxide film layer 194 disposed on the surface of the metal member 190 on the opposite side from the metal member 190) is It is covered by a conductive Mn--Co coating layer 196. Note that the oxide film layer 194 corresponds to a first film layer in the claims, and the Mn-Co film layer 196 corresponds to a second film layer in the claims.

図4および図5に示すように、空気極114と空気極側集電体134とは、導電性の接合部138により接合されている。接合部138は、例えば、スピネル型結晶構造を有する酸化物(例えば、Mn1.5Co1.5やMnCo、ZnCo、ZnMn、ZnMnCoO、CuMn)により形成されている。接合部138により、空気極114と空気極側集電体134とが電気的に接続される。先に、空気極側集電体134は空気極114の表面に接続されている(接している)と説明したが、正確には、空気極側集電体134と空気極114との間には接合部138が介在している。 As shown in FIGS. 4 and 5, the air electrode 114 and the air electrode side current collector 134 are joined by a conductive joint 138. The junction 138 is made of, for example, an oxide having a spinel crystal structure (for example, Mn 1.5 Co 1.5 O 4 , MnCo 2 O 4 , ZnCo 2 O 4 , ZnMn 2 O 4 , ZnMnCoO 4 , CuMn 2 O). 4 ). The air electrode 114 and the air electrode side current collector 134 are electrically connected by the joint portion 138 . Earlier, it was explained that the air electrode side current collector 134 is connected to (in contact with) the surface of the air electrode 114, but to be more precise, there is a gap between the air electrode side current collector 134 and the air electrode 114. A joint portion 138 is interposed therebetween.

以下の説明では、金属部材190(インターコネクタ150と空気極側集電体134との一体部材)と、金属部材190の表面上に形成された酸化被膜層194と、酸化被膜層194における金属部材190に対向する表面とは反対側の表面上に形成されたMn-Co被膜層196とを、まとめてインターコネクタ複合体200と呼ぶ。インターコネクタ複合体200は、接合部138を介して空気極114に電気的に接続されており、また、燃料極側集電体144を介して燃料極116に電気的に接続されている。インターコネクタ複合体200の構成については、後に詳述する。なお、インターコネクタ複合体200は、特許請求の範囲におけるインターコネクタ部材に相当する。 In the following description, the metal member 190 (an integral member of the interconnector 150 and the air electrode side current collector 134), the oxide film layer 194 formed on the surface of the metal member 190, and the metal member in the oxide film layer 194 will be described. The Mn--Co coating layer 196 formed on the opposite surface from the surface facing 190 is collectively referred to as interconnector composite 200. The interconnector complex 200 is electrically connected to the air electrode 114 via the joint 138 and is also electrically connected to the fuel electrode 116 via the fuel electrode side current collector 144. The configuration of interconnector complex 200 will be detailed later. Note that the interconnector complex 200 corresponds to an interconnector member in the claims.

A-2.燃料電池スタック100の動作:
図2および図4に示すように、酸化剤ガス導入マニホールド161の位置に設けられたガス通路部材27の分岐部29に接続されたガス配管(図示せず)を介して酸化剤ガスOGが供給されると、酸化剤ガスOGは、ガス通路部材27の分岐部29および本体部28の孔を介して酸化剤ガス導入マニホールド161に供給され、酸化剤ガス導入マニホールド161から各発電単位102の酸化剤ガス供給連通孔132を介して、空気室166に供給される。また、図3および図5に示すように、燃料ガス導入マニホールド171の位置に設けられたガス通路部材27の分岐部29に接続されたガス配管(図示せず)を介して燃料ガスFGが供給されると、燃料ガスFGは、ガス通路部材27の分岐部29および本体部28の孔を介して燃料ガス導入マニホールド171に供給され、燃料ガス導入マニホールド171から各発電単位102の燃料ガス供給連通孔142を介して、燃料室176に供給される。
A-2. Operation of fuel cell stack 100:
As shown in FIGS. 2 and 4, the oxidizing gas OG is supplied through a gas pipe (not shown) connected to the branch part 29 of the gas passage member 27 provided at the position of the oxidizing gas introduction manifold 161. Then, the oxidizing gas OG is supplied to the oxidizing gas introduction manifold 161 through the branch portion 29 of the gas passage member 27 and the hole of the main body 28, and is supplied to the oxidizing gas introduction manifold 161 from the oxidizing gas introduction manifold 161 to the oxidizing gas OG of each power generation unit 102. The agent gas is supplied to the air chamber 166 via the agent gas supply communication hole 132. Further, as shown in FIGS. 3 and 5, fuel gas FG is supplied via a gas pipe (not shown) connected to a branch part 29 of the gas passage member 27 provided at the position of the fuel gas introduction manifold 171. Then, the fuel gas FG is supplied to the fuel gas introduction manifold 171 via the branch part 29 of the gas passage member 27 and the hole of the main body part 28, and is connected to the fuel gas supply communication of each power generation unit 102 from the fuel gas introduction manifold 171. The fuel chamber 176 is supplied through the hole 142 .

各発電単位102の空気室166に酸化剤ガスOGが供給され、燃料室176に燃料ガスFGが供給されると、単セル110において酸化剤ガスOGおよび燃料ガスFGの電気化学反応による発電が行われる。この発電反応は発熱反応である。各発電単位102において、単セル110の空気極114は接合部138を介してインターコネクタ複合体200(金属部材190、酸化被膜層194、Mn-Co被膜層196の集合体)に電気的に接続され、燃料極116は燃料極側集電体144を介してインターコネクタ複合体200に電気的に接続されている。すなわち、燃料電池スタック100に含まれる複数の発電単位102は、電気的に直列に接続されている。そのため、燃料電池スタック100の出力端子として機能するエンドプレート104,106から、各発電単位102において生成された電気エネルギーが取り出される。なお、SOFCは、比較的高温(例えば700℃から1000℃)で発電が行われることから、起動後、発電により発生する熱で高温が維持できる状態になるまで、燃料電池スタック100が加熱器(図示せず)により加熱されてもよい。 When the oxidant gas OG is supplied to the air chamber 166 of each power generation unit 102 and the fuel gas FG is supplied to the fuel chamber 176, power generation is performed in the single cell 110 by an electrochemical reaction between the oxidant gas OG and the fuel gas FG. be exposed. This power generation reaction is an exothermic reaction. In each power generation unit 102, the air electrode 114 of the single cell 110 is electrically connected to the interconnector complex 200 (assembly of the metal member 190, oxide film layer 194, and Mn-Co film layer 196) via the joint 138. The fuel electrode 116 is electrically connected to the interconnector complex 200 via the fuel electrode side current collector 144. That is, the plurality of power generation units 102 included in the fuel cell stack 100 are electrically connected in series. Therefore, the electrical energy generated in each power generation unit 102 is extracted from the end plates 104 and 106 that function as output terminals of the fuel cell stack 100. Note that SOFC generates power at a relatively high temperature (for example, 700°C to 1000°C), so after startup, the fuel cell stack 100 is not connected to the heater ( (not shown).

各発電単位102の空気室166から排出された酸化剤オフガスOOGは、図2および図4に示すように、酸化剤ガス排出連通孔133を介して酸化剤ガス排出マニホールド162に排出され、さらに酸化剤ガス排出マニホールド162の位置に設けられたガス通路部材27の本体部28および分岐部29の孔を経て、当該分岐部29に接続されたガス配管(図示せず)を介して燃料電池スタック100の外部に排出される。また、各発電単位102の燃料室176から排出された燃料オフガスFOGは、図3および図5に示すように、燃料ガス排出連通孔143を介して燃料ガス排出マニホールド172に排出され、さらに燃料ガス排出マニホールド172の位置に設けられたガス通路部材27の本体部28および分岐部29の孔を経て、当該分岐部29に接続されたガス配管(図示しない)を介して燃料電池スタック100の外部に排出される。 As shown in FIGS. 2 and 4, the oxidant off-gas OOG discharged from the air chamber 166 of each power generation unit 102 is discharged to the oxidant gas discharge manifold 162 through the oxidant gas discharge communication hole 133, and further oxidized. The fuel cell stack 100 is passed through the main body portion 28 of the gas passage member 27 provided at the position of the agent gas discharge manifold 162 and the hole in the branch portion 29, and through a gas pipe (not shown) connected to the branch portion 29. is discharged to the outside. Further, the fuel off-gas FOG discharged from the fuel chamber 176 of each power generation unit 102 is discharged to the fuel gas discharge manifold 172 via the fuel gas discharge communication hole 143, as shown in FIGS. Externally through the main body 28 and branch section 29 of the gas passage member 27 provided at the exhaust manifold 172, and through a gas pipe (not shown) connected to the branch section 29, be discharged.

A-3.インターコネクタ複合体200の詳細構成:
図8は、本実施形態におけるインターコネクタ複合体200(の空気極側集電体134されている部分)の詳細構成を示す説明図である。図8には、図5のX1部の断面構成が拡大して示されている。図9は、本実施形態におけるインターコネクタ複合体200(のうち、空気極側集電体134が形成されていない部分)の詳細構成を示す説明図である。図8には、図5のX2部の断面構成が拡大して示されている。上述したように、インターコネクタ複合体200は、金属部材190(空気極側集電体134とインターコネクタ150との一体部材)と、金属部材190の表面上に配置された酸化被膜層194と、酸化被膜層194における金属部材190とは反対側の表面上に配置されたMn-Co被膜層196とを備える。
A-3. Detailed configuration of interconnector complex 200:
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the detailed configuration of the interconnector complex 200 (the part where the air electrode side current collector 134 is formed) in this embodiment. FIG. 8 shows an enlarged cross-sectional configuration of the X1 section in FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the detailed configuration of the interconnector complex 200 (of which the air electrode side current collector 134 is not formed) in this embodiment. FIG. 8 shows an enlarged cross-sectional configuration of the X2 section in FIG. As described above, the interconnector complex 200 includes the metal member 190 (an integral member of the air electrode side current collector 134 and the interconnector 150), the oxide film layer 194 disposed on the surface of the metal member 190, A Mn--Co coating layer 196 is provided on the surface of the oxide coating layer 194 on the side opposite to the metal member 190.

金属部材190は、Feを主成分として含有すると共に、Crを含有している。なお、本明細書において、主成分とは、最も濃度の高い成分を意味する。なお、本実施形態では、金属部材190は、さらに、その他の元素を含有していてもよい。 The metal member 190 contains Fe as a main component and also contains Cr. In addition, in this specification, the main component means the component with the highest concentration. Note that in this embodiment, the metal member 190 may further contain other elements.

酸化被膜層194は、Cr酸化物(例えば、Cr(クロミア))を含有している。酸化被膜層194のCr濃度は、金属部材190のCr濃度より高くなっている。酸化被膜層194の厚さは、例えば0.5μm以上であることが好ましい。酸化被膜層194は、酸素透過性が低いため、金属部材190にとってより好ましくないFeの酸化を抑制する。すなわち、酸化被膜層194は、耐酸化性の被膜として機能する。一方、酸化被膜層194は、比較的高い電気抵抗を有するため、例えば燃料電池スタック100の使用に伴い、酸化被膜層194がさらに成長することは好ましくない。 The oxide film layer 194 contains Cr oxide (eg, Cr 2 O 3 (chromia)). The Cr concentration of the oxide film layer 194 is higher than that of the metal member 190. The thickness of the oxide film layer 194 is preferably 0.5 μm or more, for example. Since the oxide film layer 194 has low oxygen permeability, it suppresses oxidation of Fe, which is more undesirable for the metal member 190. That is, the oxide film layer 194 functions as an oxidation-resistant film. On the other hand, since the oxide film layer 194 has a relatively high electrical resistance, it is not preferable for the oxide film layer 194 to grow further as the fuel cell stack 100 is used, for example.

Mn-Co被膜層196は、スピネル型結晶構造を有し、MnとCoとを含有するスピネル型の酸化物(例えば、MnCo)を含有する導電性の層である。なお、本実施形態では、Mn-Co被膜層196は、さらに、Niを含有している。Mn-Co被膜層196の厚さは、例えば5μm以上(より好ましくは、8~20μm)であることが好ましい。Mn-Co被膜層196は、酸素の透過を抑制するため、電気抵抗の高い酸化被膜層194の成長を抑制することができ、その結果、インターコネクタ複合体200の電気抵抗の上昇(ひいては、発電単位102の性能低下)を抑制することができる。また、Mn-Co被膜層196は、金属部材190からのCrの蒸散を抑制するため、単セル110の電極(例えば空気極114)のCr被毒の発生を抑制することができ、その結果、発電単位102の性能低下を抑制することができる。 The Mn--Co coating layer 196 has a spinel-type crystal structure and is a conductive layer containing a spinel-type oxide containing Mn and Co (for example, MnCo 2 O 4 ). Note that in this embodiment, the Mn--Co coating layer 196 further contains Ni. The thickness of the Mn--Co coating layer 196 is preferably, for example, 5 μm or more (more preferably 8 to 20 μm). Since the Mn-Co film layer 196 suppresses the permeation of oxygen, it can suppress the growth of the oxide film layer 194 with high electrical resistance, and as a result, the electrical resistance of the interconnector complex 200 increases (and as a result, the power generation (deterioration in performance of the unit 102) can be suppressed. Furthermore, since the Mn--Co coating layer 196 suppresses transpiration of Cr from the metal member 190, it is possible to suppress the occurrence of Cr poisoning of the electrode (for example, the air electrode 114) of the single cell 110, and as a result, Deterioration in performance of the power generation unit 102 can be suppressed.

Mn-Co被膜層196におけるMnの濃度(atm%)とCoの濃度(atm%)との比は、1:1~2である。Mn-Co被膜層196におけるMnの濃度とCoの濃度との比が、このような値に設定されているのは、当該比がこのような値から外れた構成においては、金属部材190や酸化被膜層194との熱膨張係数の差が大きくなり、ひいてはMn-Co被膜層196が(酸化被膜層194から)剥離しやすくなるためである。 The ratio of the Mn concentration (atm %) to the Co concentration (atm %) in the Mn--Co coating layer 196 is 1:1 to 2. The reason why the ratio between the Mn concentration and the Co concentration in the Mn--Co coating layer 196 is set to such a value is that in a configuration in which the ratio deviates from this value, metal members 190 and oxidation This is because the difference in thermal expansion coefficient with the coating layer 194 becomes large, and as a result, the Mn--Co coating layer 196 is easily peeled off (from the oxide coating layer 194).

Z軸方向に平行な任意の断面(例えば、図8に示す断面、および図9に示す断面)において、Mn-Co被膜層196におけるZ軸負方向側の部分(以下、「外側部分」という。)197における気孔率S1(%)は、Mn-Co被膜層196のうちの外側部分197と酸化被膜層194との間に位置する部分(以下、「内側部分」という。)198における気孔率S2(%)よりも大きい。なお、「外側部分197における気孔率S1(%)」とは、外側部分197の面積に対する外側部分197に存在する各気孔の面積の合計の割合を意味し、「内側部分198における気孔率S2(%)」とは、内側部分198の面積に対する内側部分198に存在する各気孔の面積の合計の割合を意味する。以下において「気孔率」というときも同様である。 In any cross section parallel to the Z-axis direction (for example, the cross section shown in FIG. 8 and the cross section shown in FIG. 9), a portion of the Mn--Co coating layer 196 on the Z-axis negative direction side (hereinafter referred to as "outer portion"). ) 197 is the porosity S2 of the portion (hereinafter referred to as "inner portion") 198 located between the outer portion 197 and the oxide layer 194 of the Mn--Co coating layer 196. (%) greater than. Note that the "porosity S1 (%) in the outer portion 197" means the ratio of the total area of each pore existing in the outer portion 197 to the area of the outer portion 197, and the "porosity S2 (%) in the inner portion 198" %) means the ratio of the total area of each pore present in the inner portion 198 to the area of the inner portion 198. The same applies to the term "porosity" below.

図8および図9に示すように、Mn-Co被膜層196のうち、Z軸方向における金属部材190のZ軸負方向側の先端を通るY軸方向(Z軸方向に直交する方向)の仮想直線LよりもZ軸正方向に位置する部分(以下、「第1の部分」という。)1961の気孔率Saは、Mn-Co被膜層196のうち、仮想直線LよりもZ軸負方向に位置する部分(以下、「第2の部分」という。)1962の気孔率Sbよりも少ない。本実施形態では、Mn-Co被膜層196の気孔率は、第1の部分1961の側から第2の部分1962の側に向かうにつれて、グラデーションのように徐々に小さくなっている。 As shown in FIGS. 8 and 9, a virtual line in the Y-axis direction (direction perpendicular to the Z-axis direction) passing through the tip of the metal member 190 on the Z-axis negative direction side in the Z-axis direction of the Mn--Co coating layer 196 The porosity Sa of the portion 1961 located in the positive direction of the Z-axis relative to the straight line L (hereinafter referred to as the "first portion") is determined by the porosity Sa of the portion 1961 located in the negative direction of the Z-axis relative to the imaginary straight line L. The porosity is smaller than the porosity Sb of the located portion (hereinafter referred to as “second portion”) 1962. In this embodiment, the porosity of the Mn--Co coating layer 196 gradually decreases like a gradation from the first portion 1961 side to the second portion 1962 side.

外側部分197に存在する酸素元素を除いた残りの元素の物質量に対するMnの物質量の割合は、60(atm%)以上である。なお、外側部分197に存在する酸素元素を除いた残りの元素の物質量に対するMnの物質量の割合は、60(atm%)未満であるとしてもよい。 The ratio of the amount of Mn to the amount of the remaining elements excluding the oxygen element present in the outer portion 197 is 60 (atm %) or more. Note that the ratio of the amount of Mn to the amount of the remaining elements excluding the oxygen element present in the outer portion 197 may be less than 60 (atm %).

A-4.インターコネクタ複合体200の製造方法:
次に、インターコネクタ複合体200の製造方法について説明する。図10は、本実施形態におけるインターコネクタ複合体200の製造方法の一例を示すフローチャートである。また、図11および図12は、本実施形態におけるインターコネクタ複合体200の製造方法の一例を概略的に示す説明図である。
A-4. Method for manufacturing interconnector complex 200:
Next, a method for manufacturing interconnector composite 200 will be described. FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of a method for manufacturing the interconnector complex 200 in this embodiment. Further, FIGS. 11 and 12 are explanatory diagrams schematically showing an example of a method for manufacturing the interconnector complex 200 in this embodiment.

はじめに、金属部材190を準備する(S110)。なお、金属部材190の表面の洗浄のために、アセトンを用いた脱脂処理を行ってもよい。なお、本実施形態では、金属部材190に、メッキによりNiを含有するNiメッキ層151を形成する(図11のA)。なお、S110の工程は、特許請求の範囲における第1の工程に相当する。 First, a metal member 190 is prepared (S110). Note that in order to clean the surface of the metal member 190, a degreasing process using acetone may be performed. Note that in this embodiment, a Ni plating layer 151 containing Ni is formed on the metal member 190 by plating (A in FIG. 11). Note that the step S110 corresponds to the first step in the claims.

次に、Niメッキ層151に、泳動電析によりMn酸化物層152を形成する(S120、図11のB)。より具体的には、まず、電解槽Ec1を準備する。電解槽Ec1内に、ケトン類の溶剤(例えば、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、シクロヘキサノン)を含む溶液Es1を入れる。次に、電解槽Ec1内の溶液Es1に、Mn酸化物(例えば、MnO)の粉末を入れる。また、電解槽Ec1内の溶液Es1に、I(ヨウ素)を、入れる(例えば0.6g/L濃度でIを分散させる)。これにより、ケト・エノール互変異性が生じ、プロトン(水素イオン)が生成され、生成されたプロトンはMn酸化物に吸着し、帯電した状態となる。溶液Es1中に、金属部材190と、例えばC(炭素)で形成された電極E1とを入れ、電源P1を用いて、金属部材190と電極E1との間に電圧を印可する(本実施形態では、金属部材190は負極となり、電極E1は正極となる)。これにより、溶液Es1中に電界を生じさせることにより、プロトンが付着したMn酸化物は、Niメッキ層151の側に引き寄せられ、Niメッキ層151に付着する。Niメッキ層151に付着したプロトンは電子を受け取ることによりH(水素)となり、このHがNiメッキ層151から脱離し、Niメッキ層151に、Mn酸化物が残る。これにより、多孔質のMn酸化物層152が形成される。なお、S120の工程は、特許請求の範囲における第3の工程に相当する。 Next, a Mn oxide layer 152 is formed on the Ni plating layer 151 by electrophoretic deposition (S120, B in FIG. 11). More specifically, first, electrolytic cell Ec1 is prepared. A solution Es1 containing a ketone solvent (eg, acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, cyclohexanone) is placed in the electrolytic cell Ec1. Next, powder of Mn oxide (for example, MnO) is added to the solution Es1 in the electrolytic cell Ec1. Further, I 2 (iodine) is added to the solution Es1 in the electrolytic cell Ec1 (for example, I 2 is dispersed at a concentration of 0.6 g/L). As a result, keto-enol tautomerism occurs, protons (hydrogen ions) are generated, and the generated protons are adsorbed to the Mn oxide, resulting in a charged state. A metal member 190 and an electrode E1 made of, for example, C (carbon) are placed in a solution Es1, and a voltage is applied between the metal member 190 and the electrode E1 using a power source P1 (in this embodiment, , the metal member 190 becomes a negative electrode, and the electrode E1 becomes a positive electrode). As a result, by generating an electric field in the solution Es1, the Mn oxide to which protons are attached is drawn toward the Ni plating layer 151 and adheres to the Ni plating layer 151. The protons attached to the Ni plating layer 151 become H 2 (hydrogen) by receiving electrons, and this H 2 is desorbed from the Ni plating layer 151 , leaving Mn oxide in the Ni plating layer 151 . As a result, a porous Mn oxide layer 152 is formed. Note that the step S120 corresponds to the third step in the claims.

次に、Mn酸化物層152に、メッキ(メッキ処理)によりCoを含有するCoメッキ層153を形成する(S130、図12のC,D)。より具体的には、まず、図12のCに示すように、電解槽Ec2内に、Coイオンを含む溶液Es2を準備する。次に、溶液Es2中に、金属部材190と、例えばCoで形成された電極E2とを入れ、電源P2を用いて、金属部材190と電極E2との間に電圧を印可する(本実施形態では、金属部材190は負極となり、電極E2は正極となる)。これにより、溶液Es2中に電界を生じさせる。これにより、Coイオンは、Mn酸化物層152の側に引き寄せられ、(Mn酸化物層152に形成された気孔を埋めるように)Mn酸化物層152に付着する。これにより、Coメッキ層153が形成される。なお、S130の工程は、特許請求の範囲における第3の工程に相当する。なお、図12のDにおいて、符号「152,153」が示す部分のうち、ドット状のハッチングが付されている部分は、Mn酸化物層152に形成された気孔を埋めるCoメッキ層153が比較的少ない(従って、気孔率が比較的高い)部分であり、これに対して、斜線状のハッチングが付されている部分は、Mn酸化物層152に形成された気孔を埋めるCoメッキ層153が比較的多い(従って、気孔率が比較的低い)部分である。 Next, a Co plating layer 153 containing Co is formed on the Mn oxide layer 152 by plating (plating treatment) (S130, C and D in FIG. 12). More specifically, first, as shown in FIG. 12C, a solution Es2 containing Co ions is prepared in the electrolytic cell Ec2. Next, the metal member 190 and the electrode E2 made of Co, for example, are placed in the solution Es2, and a voltage is applied between the metal member 190 and the electrode E2 using the power source P2 (in this embodiment, , the metal member 190 becomes a negative electrode, and the electrode E2 becomes a positive electrode). This generates an electric field in the solution Es2. As a result, Co ions are attracted to the Mn oxide layer 152 side and adhere to the Mn oxide layer 152 (so as to fill the pores formed in the Mn oxide layer 152). As a result, a Co plating layer 153 is formed. Note that the step S130 corresponds to the third step in the claims. In addition, in D of FIG. 12, among the parts indicated by the symbols "152, 153", the parts with dot-like hatching are compared with the Co plating layer 153 that fills the pores formed in the Mn oxide layer 152. In contrast, the diagonally hatched areas are areas where the Co plating layer 153 fills the pores formed in the Mn oxide layer 152. It is a relatively large portion (and therefore has a relatively low porosity).

次に、S110の工程、S120の工程、およびS130の工程を経た金属部材190(より厳密には、表面に、Niメッキ層151、Mn酸化物層152、およびCoメッキ層153が形成された金属部材190)を焼成することにより、金属部材190に酸化被膜層194およびMn-Co被膜層196を形成する(S140、図12のD)。より具体的には、例えば1000℃以下の所定の温度で所定の時間、熱処理を行う。当該熱処理を行うことにより、金属部材190に含まれるCrが拡散して大気中の酸素と反応する。これにより、金属部材190の表面に、Cr酸化物(例えば、Cr(クロミア))を含む酸化被膜層194が形成される。また、当該熱処理を行うことにより、Coメッキ層153に含まれるCoおよび他の元素(Mn)が拡散して大気中の酸素と反応する。これにより、酸化被膜層194の表面上に、Co酸化物(例えば、MnCo)を含むMn-Co被膜層196が形成される。以上説明した製造方法により、上述した構成のインターコネクタ複合体200が製造される。なお、S140の工程は、特許請求の範囲における第4の工程に相当する。 Next, the metal member 190 (more precisely, the metal member 190 (more precisely, the metal on which the Ni plating layer 151, the Mn oxide layer 152, and the Co plating layer 153 have been formed) which has undergone the steps S110, S120, and S130. By firing the member 190), an oxide film layer 194 and a Mn--Co film layer 196 are formed on the metal member 190 (S140, D in FIG. 12). More specifically, heat treatment is performed at a predetermined temperature of, for example, 1000° C. or less for a predetermined time. By performing the heat treatment, Cr contained in the metal member 190 diffuses and reacts with oxygen in the atmosphere. As a result, an oxide film layer 194 containing Cr oxide (for example, Cr 2 O 3 (chromia)) is formed on the surface of the metal member 190 . Further, by performing the heat treatment, Co and other elements (Mn) contained in the Co plating layer 153 diffuse and react with oxygen in the atmosphere. As a result, a Mn--Co film layer 196 containing Co oxide (eg, MnCo 2 O 4 ) is formed on the surface of the oxide film layer 194. By the manufacturing method described above, the interconnector composite body 200 having the above-described configuration is manufactured. Note that the step S140 corresponds to the fourth step in the claims.

A-5.本実施形態の効果:
以上説明したように、本実施形態におけるインターコネクタ複合体200は、FeとCrとを含有する金属部材190と、金属部材190におけるZ軸負方向側(Z軸方向の一方側)に配置され、Cr酸化物を含有する酸化被膜層194と、酸化被膜層194におけるZ軸負方向側に配置され、MnとCoとを含有するスピネル型の酸化物を含有するMn-Co被膜層196とを備えている。Mn-Co被膜層196におけるMnの濃度(atm%)とCoの濃度(atm%)との比は、1:1~2である。Z軸方向に平行な任意の断面(例えば、図8に示す断面、および図9に示す断面)において、Mn-Co被膜層196の外側部分197(Mn-Co被膜層196におけるZ軸負方向側の部分)における気孔率S1(%)は、内側部分198(Mn-Co被膜層196のうちの外側部分197と酸化被膜層194との間に位置する部分)における気孔率S2(%)よりも大きい。
A-5. Effects of this embodiment:
As described above, the interconnector complex 200 in this embodiment includes a metal member 190 containing Fe and Cr, and is arranged on the Z-axis negative direction side (one side in the Z-axis direction) of the metal member 190, Comprising an oxide film layer 194 containing a Cr oxide, and an Mn--Co film layer 196 disposed on the Z-axis negative direction side of the oxide film layer 194 and containing a spinel type oxide containing Mn and Co. ing. The ratio of the Mn concentration (atm %) to the Co concentration (atm %) in the Mn--Co coating layer 196 is 1:1 to 2. In any cross section parallel to the Z-axis direction (for example, the cross section shown in FIG. 8 and the cross section shown in FIG. The porosity S1 (%) in the inner part 198 (the part located between the outer part 197 and the oxide film layer 194 of the Mn--Co film layer 196) is higher than the porosity S2 (%) in the big.

従来のインターコネクタ部材においては、例えばインターコネクタ部材の周囲(特に、インターコネクタ部材に対してZ軸負方向側)において温度変化が生じると、MnとCoとを含有する被膜層(本実施形態のMn-Co被膜層196に対応。以下、「Mn-Co被膜層」という。)のうちのZ軸負方向側の部分等の温度が変化し、これにより、Mn-Co被膜層と、Cr酸化物を含有する被膜層(本実施形態の酸化被膜層194に対応。以下、「酸化被膜層」という。)との熱膨張差による応力が生じ、これによりMn-Co被膜層が酸化被膜層から剥離することがある。 In a conventional interconnector member, for example, when a temperature change occurs around the interconnector member (particularly on the negative Z-axis side with respect to the interconnector member), a coating layer containing Mn and Co (in this embodiment) The temperature of the portion of the Mn-Co coating layer 196 (hereinafter referred to as "Mn-Co coating layer") on the negative Z-axis side changes, and as a result, the Mn-Co coating layer and the Cr oxidation layer change. Stress is generated due to the difference in thermal expansion between the Mn-Co film layer and the film layer containing the substance (corresponding to the oxide film layer 194 of this embodiment; hereinafter referred to as the "oxide film layer"), and this causes the Mn-Co film layer to separate from the oxide film layer. May peel off.

これに対し、本実施形態のインターコネクタ複合体200では、上述の通り、Z軸方向に平行な任意の断面において、Mn-Co被膜層196の外側部分197における気孔率S1(%)は、(Mn-Co被膜層196の)内側部分198における気孔率S2(%)よりも大きい。そのため、Z軸方向に平行な任意の断面において、Mn-Co被膜層196に形成された気孔の存在により、Mn-Co被膜層196における熱伝導率が低減され、ひいては、Mn-Co被膜層196の変形(熱膨張および熱収縮)が抑制される。また、Mn-Co被膜層196に形成された気孔の存在により、Mn-Co被膜層196の変形(熱膨張および熱収縮)が吸収され、これにより、Mn-Co被膜層196の変形(熱膨張および熱収縮)が抑制される。そのため、本実施形態のインターコネクタ複合体200によれば、Mn-Co被膜層196と酸化被膜層194との熱膨張差による応力が生じることに起因するMn-Co被膜層196の(酸化被膜層194からの)剥離を抑制することができる。 On the other hand, in the interconnector complex 200 of this embodiment, as described above, in an arbitrary cross section parallel to the Z-axis direction, the porosity S1 (%) in the outer portion 197 of the Mn--Co coating layer 196 is ( The porosity is larger than the porosity S2 (%) in the inner portion 198 (of the Mn--Co coating layer 196). Therefore, in any cross section parallel to the Z-axis direction, the presence of pores formed in the Mn-Co coating layer 196 reduces the thermal conductivity in the Mn-Co coating layer 196, and as a result, the Mn-Co coating layer 196 deformation (thermal expansion and contraction) is suppressed. Furthermore, due to the presence of pores formed in the Mn-Co coating layer 196, the deformation (thermal expansion and thermal contraction) of the Mn-Co coating layer 196 is absorbed, and thereby the deformation (thermal expansion and contraction) of the Mn-Co coating layer 196 is absorbed. and heat shrinkage) are suppressed. Therefore, according to the interconnector complex 200 of the present embodiment, the (oxide film layer) 194) can be suppressed.

なお、Mn-Co被膜層196と酸化被膜層194との熱膨張差による応力が生じることに起因するMn-Co被膜層196の(酸化被膜層194からの)剥離を抑制する観点から、Mn-Co被膜層196の外側部分197における気孔率S1(%)は、20%以上(より好ましくは、30%以上)であることが好ましい。また、Mn-Co被膜層196の外側部分197における気孔率S1(%)と、内側部分198おける気孔率S2(%)との差は、10%以上(より好ましくは、20%以上)であることが好ましい。 Note that from the viewpoint of suppressing peeling of the Mn-Co coating layer 196 (from the oxide coating layer 194) due to stress caused by the difference in thermal expansion between the Mn-Co coating layer 196 and the oxide coating layer 194, Mn- The porosity S1 (%) in the outer portion 197 of the Co coating layer 196 is preferably 20% or more (more preferably 30% or more). Further, the difference between the porosity S1 (%) in the outer portion 197 of the Mn--Co coating layer 196 and the porosity S2 (%) in the inner portion 198 is 10% or more (more preferably 20% or more). It is preferable.

また、本実施形態のインターコネクタ複合体200では、Mn-Co被膜層196の外側部分197に存在する酸素元素を除いた残りの元素の物質量に対するMnの物質量の割合は、60(atm%)以上である。そのため、本実施形態のインターコネクタ複合体200においては、Mn-Co被膜層196の外側部分197に存在するMnの物質量が(外側部分197に存在する)Coの物質量に対して十分多いことにより、Mn-Co被膜層196における熱伝導率は低下し、また、Mn-Co被膜層196における電子移動による熱移送は低下する。そのため、本実施形態のインターコネクタ複合体200によれば、Mn-Co被膜層196における熱伝導が抑制され、ひいてはMn-Co被膜層196と酸化被膜層194との熱膨張差による応力が生じることに起因するMn-Co被膜層196の(酸化被膜層194からの)剥離をより効果的に抑制することができる。 Further, in the interconnector complex 200 of this embodiment, the ratio of the amount of Mn to the amount of the remaining elements excluding the oxygen element present in the outer portion 197 of the Mn--Co coating layer 196 is 60 (atm% ) That's it. Therefore, in the interconnector complex 200 of this embodiment, the amount of Mn present in the outer portion 197 of the Mn--Co coating layer 196 is sufficiently larger than the amount of Co (present in the outer portion 197). As a result, the thermal conductivity of the Mn--Co coating layer 196 decreases, and heat transfer by electron movement in the Mn--Co coating layer 196 decreases. Therefore, according to the interconnector complex 200 of this embodiment, heat conduction in the Mn-Co coating layer 196 is suppressed, and stress is generated due to the difference in thermal expansion between the Mn-Co coating layer 196 and the oxide coating layer 194. Peeling of the Mn--Co coating layer 196 (from the oxide coating layer 194) caused by this can be more effectively suppressed.

また、本実施形態のインターコネクタ複合体200は、電解質層112と電解質層112を挟んでZ軸方向に互いに対向する空気極114と燃料極116とを含み、空気極114の表面に面する空気室166(および燃料極116の表面に面する燃料室176)が形成された単セル110を備える複数の(本実施形態では7つの)発電単位102を備える燃料電池スタック100において、金属部材190に、Z軸負方向(Z軸方向の上記一方側)に突出する複数の空気極側集電体134が形成され、当該複数の空気極側集電体134が酸化被膜層194およびMn-Co被膜層196によって覆われており、当該複数の空気極側集電体134が空気極114に接続されることにより、空気極114に電気的に接続される導電性部材である。Mn-Co被膜層196の第1の部分1961(Mn-Co被膜層196のうち、Z軸方向における金属部材190のZ軸負方向側の先端を通るY軸方向(Z軸方向に直交する方向)の仮想直線LよりもZ軸正方向に位置する部分)の気孔率Saは、Mn-Co被膜層196の第2の部分1962(仮想直線LよりもZ軸負方向に位置する部分)の気孔率Sbよりも少ない。 Furthermore, the interconnector complex 200 of the present embodiment includes an electrolyte layer 112 and an air electrode 114 and a fuel electrode 116 facing each other in the Z-axis direction with the electrolyte layer 112 in between. In a fuel cell stack 100 that includes a plurality of (seven in this embodiment) power generation units 102 that include a single cell 110 in which a chamber 166 (and a fuel chamber 176 facing the surface of the fuel electrode 116) is formed, a metal member 190 is , a plurality of air electrode side current collectors 134 protruding in the Z-axis negative direction (the above-mentioned one side in the Z-axis direction) are formed, and the plurality of air electrode side current collectors 134 are formed with an oxide film layer 194 and a Mn-Co film. It is a conductive member that is covered with a layer 196 and is electrically connected to the air electrode 114 by connecting the plurality of air electrode side current collectors 134 to the air electrode 114. The first portion 1961 of the Mn--Co coating layer 196 (in the Y-axis direction (direction perpendicular to the Z-axis direction) passing through the tip of the metal member 190 on the negative Z-axis side in the Z-axis direction of the Mn--Co coating layer 196 ) of the second portion 1962 of the Mn--Co coating layer 196 (the portion located in the negative direction of the Z-axis relative to the imaginary straight line L) It is less than the porosity Sb.

本実施形態のインターコネクタ複合体200では、Z軸方向に平行な任意の断面において、Mn-Co被膜層196の外側部分197における気孔率S1(%)は、(Mn-Co被膜層196の)内側部分198における気孔率S2(%)よりも大きいことにより、Mn-Co被膜層196と酸化被膜層194との熱膨張差による応力が生じることに起因するMn-Co被膜層196の(酸化被膜層194からの)剥離を抑制することができる。ここで、本実施形態のインターコネクタ複合体200では、上述した通り、Mn-Co被膜層196の第1の部分1961の気孔率Saは、Mn-Co被膜層196の第2の部分1962の気孔率Sbよりも少ない。(少なくとも一部が空気室166に面する)第2の部分1962においては、空気室166を通るガス(酸化剤ガスOG)の温度変化の影響により、Mn-Co被膜層196の(酸化被膜層194からの)剥離が生じやすい。一方で、空気極114に接続される第2の部分1962は、空気室166に面していない(ごく一部を除く)ため、比較的、Mn-Co被膜層196の(酸化被膜層194からの)剥離のおそれは無い。本実施形態のインターコネクタ複合体200によれば、Mn-Co被膜層196のうち、(少なくとも一部が空気室166に面する)第2の部分1962の気孔率Sbが比較的多いことにより、上述したMn-Co被膜層196の(酸化被膜層194からの)剥離を抑制する効果を十分に奏しながらも、空気極114に接続される第2の部分1962の気孔率Sbが比較的少ないことにより、インターコネクタ複合体200(の空気極側集電体134)と空気極114との間において、効率よく電流を流すことができ、ひいては燃料電池スタック100の発電性能を向上させることができる。 In the interconnector complex 200 of this embodiment, the porosity S1 (%) in the outer portion 197 of the Mn--Co coating layer 196 is (of the Mn--Co coating layer 196) in an arbitrary cross section parallel to the Z-axis direction. The porosity of the Mn-Co coating layer 196 (oxide film delamination (from layer 194) can be suppressed. Here, in the interconnector composite 200 of this embodiment, as described above, the porosity Sa of the first portion 1961 of the Mn--Co coating layer 196 is the same as the porosity of the second portion 1962 of the Mn--Co coating layer 196. less than the rate Sb. In the second portion 1962 (at least partially facing the air chamber 166), due to the influence of the temperature change of the gas (oxidant gas OG) passing through the air chamber 166, the (oxide layer 194) is likely to peel off. On the other hand, since the second portion 1962 connected to the air electrode 114 does not face the air chamber 166 (except for a small part), the second portion 1962 of the Mn--Co coating layer 196 (from the oxide coating layer 194) ) There is no risk of peeling. According to the interconnector complex 200 of the present embodiment, the second portion 1962 (at least partially facing the air chamber 166) of the Mn--Co coating layer 196 has a relatively high porosity Sb. The porosity Sb of the second portion 1962 connected to the air electrode 114 is relatively low while sufficiently exhibiting the effect of suppressing the peeling of the Mn--Co coating layer 196 (from the oxide coating layer 194) described above. Accordingly, current can be efficiently passed between the interconnector complex 200 (the air electrode side current collector 134 thereof) and the air electrode 114, and the power generation performance of the fuel cell stack 100 can be improved.

また、本実施形態のインターコネクタ複合体200の製造方法は、金属部材190を準備する工程(S110)と、金属部材190に、泳動電析によりMn酸化物層を形成する工程(S120)と、Mn酸化物層152に、メッキによりCoを含有するCoメッキ層を形成する工程(S130)と、S110の工程、S120の工程、およびS130の工程を経た金属部材190を焼成することにより、金属部材190に酸化被膜層194およびMn-Co被膜層196を形成する工程(S140)とを備える。本実施形態のインターコネクタ複合体200の製造方法によれば、Mn-Co被膜層196におけるMnの濃度(atm%)とCoの濃度(atm%)との比は、1:1~2であり、Z軸方向に平行な任意の断面において、Mn-Co被膜層196の外側部分197における気孔率S1(%)は、内側部分198における気孔率S2(%)よりも大きい構成とされたインターコネクタ複合体200を容易に製造することができる。また、本実施形態のインターコネクタ複合体200の製造方法においては、泳動電析によりMn酸化物層152を形成した後(S120)、Mn酸化物層152に生じた隙間にCoメッキ層153を形成するため(S130)、Mn-Co被膜層196とMn酸化物層152との密着性が良好なものとなり、これによりMn-Co被膜層196の(酸化被膜層194からの)剥離が抑制される。 Further, the method for manufacturing the interconnector composite 200 of the present embodiment includes a step of preparing a metal member 190 (S110), a step of forming a Mn oxide layer on the metal member 190 by electrophoretic deposition (S120), A metal member is formed by firing the metal member 190 that has undergone the step of forming a Co-plated layer containing Co on the Mn oxide layer 152 by plating (S130), the step of S110, the step of S120, and the step of S130. 190 includes a step of forming an oxide film layer 194 and a Mn--Co film layer 196 (S140). According to the method for manufacturing the interconnector complex 200 of the present embodiment, the ratio of the Mn concentration (atm%) to the Co concentration (atm%) in the Mn--Co coating layer 196 is 1:1 to 2. , in an arbitrary cross section parallel to the Z-axis direction, the porosity S1 (%) in the outer part 197 of the Mn--Co coating layer 196 is larger than the porosity S2 (%) in the inner part 198. Composite 200 can be easily manufactured. In addition, in the method for manufacturing the interconnector complex 200 of this embodiment, after forming the Mn oxide layer 152 by electrophoretic deposition (S120), the Co plating layer 153 is formed in the gap created in the Mn oxide layer 152. (S130), the adhesion between the Mn--Co coating layer 196 and the Mn oxide layer 152 becomes good, thereby suppressing peeling of the Mn--Co coating layer 196 (from the oxide coating layer 194). .

また、本実施形態のインターコネクタ複合体200の製造方法では、S120の工程において、金属部材190を浸す溶剤として、ケトン類の溶剤を用いる。そのため、本実施形態のインターコネクタ複合体200の製造方法によれば、S120の工程において、より効率的に、Mn酸化物層152を形成することができる。 Furthermore, in the method for manufacturing the interconnector complex 200 of this embodiment, a ketone solvent is used as the solvent for soaking the metal member 190 in the step S120. Therefore, according to the method for manufacturing the interconnector composite 200 of this embodiment, the Mn oxide layer 152 can be formed more efficiently in the step S120.

A-6.性能評価:
インターコネクタ複合体200のサンプルを作製し、該サンプルを用いて性能評価を行った。図13は、本実施形態における性能評価結果を示す説明図である。なお、図13の「気孔率の勾配」とは、外側部分197における気孔率S1(%)が内側部分198における気孔率S2(%)よりも大きいことを意味し、「外側部分197におけるMnの物質量の割合」とは、外側部分197に存在する酸素元素を除いた残りの元素の物質量に対するMnの物質量の割合を意味する。
A-6. Performance evaluation:
A sample of the interconnector complex 200 was prepared, and the performance was evaluated using the sample. FIG. 13 is an explanatory diagram showing the performance evaluation results in this embodiment. Note that the "gradient of porosity" in FIG. 13 means that the porosity S1 (%) in the outer part 197 is larger than the porosity S2 (%) in the inner part 198, The term "ratio of the amount of material" means the ratio of the amount of Mn to the amount of the remaining elements excluding the oxygen element present in the outer portion 197.

A-6-1.各サンプルについて:
図13に示すように、本性能評価には、4つのサンプル(サンプルSp1、Sp2、Sp3)を用いた。
A-6-1. For each sample:
As shown in FIG. 13, four samples (samples Sp1, Sp2, and Sp3) were used in this performance evaluation.

サンプルSp1およびサンプルSp2は、上述した本実施形態のインターコネクタ複合体200のサンプルである。サンプルSp1においては、外側部分197に存在する酸素元素を除いた残りの元素の物質量に対するMnの物質量の割合が60atm%以上(より具体的には、70atm%)であるのに対し、サンプルSp2においては、サンプルSp1に対して、当該割合が60atm%未満(より具体的には、50atm%)である点のみ異なっている。サンプルSp1およびサンプルSp2では、Z軸方向に平行な任意の断面(例えば、図8に示す断面、および図9に示す断面)において、Mn-Co被膜層196の外側部分197(Mn-Co被膜層196におけるZ軸負方向側の部分)における気孔率S1(%)は、内側部分198(Mn-Co被膜層196のうちの外側部分197と酸化被膜層194との間に位置する部分)における気孔率S2(%)よりも大きい。より具体的には、本性能評価では、サンプルSp1およびサンプルSp2として、Mn-Co被膜層196の外側部分197における気孔率S1(%)が30%以上であり、外側部分197における気孔率S1(%)と、内側部分198おける気孔率S2(%)との差が10%以上(より具体的には、20%)であるものを用いた。より具体的には、サンプルSp1及びサンプルSp2について、外側部分197における気孔率S1は30%であり、内側部分198における気孔率S2は10%であった。 Sample Sp1 and sample Sp2 are samples of the interconnector complex 200 of this embodiment described above. In sample Sp1, the ratio of the amount of Mn to the amount of the remaining elements excluding the oxygen element present in the outer portion 197 is 60 atm% or more (more specifically, 70 atm%); Sp2 differs from sample Sp1 only in that the ratio is less than 60 atm% (more specifically, 50 atm%). In sample Sp1 and sample Sp2, the outer portion 197 of the Mn--Co coating layer 196 (the Mn--Co coating layer The porosity S1 (%) in the inner part 198 (the part located between the outer part 197 and the oxide film layer 194 of the Mn--Co film layer 196) It is larger than the rate S2 (%). More specifically, in this performance evaluation, as samples Sp1 and Sp2, the porosity S1 (%) in the outer portion 197 of the Mn--Co coating layer 196 is 30% or more, and the porosity S1 (%) in the outer portion 197 is 30% or more. %) and the porosity S2 (%) in the inner portion 198 of 10% or more (more specifically, 20%). More specifically, for sample Sp1 and sample Sp2, the porosity S1 in the outer portion 197 was 30%, and the porosity S2 in the inner portion 198 was 10%.

サンプルSp3は、比較例のインターコネクタ複合体のサンプルである。サンプルSp3のインターコネクタ複合体は、Mn-Co被膜層196の気孔率が均一である(外側部分197における気孔率S1(%)と、内側部分198おける気孔率S2(%)との差が10%未満である。)構成とされた点がサンプルSp1およびサンプルSp2(本実施形態)のインターコネクタ複合体200と異なる。より具体的には、サンプルSp3について、外側部分197における気孔率S1は20%であり、内側部分198における気孔率S2は15%であった。サンプルSp3の外側部分のMnの物質量は、60atm%以上(より具体的には、70atm%)であった。 Sample Sp3 is a sample of an interconnector complex of a comparative example. In the interconnector composite of sample Sp3, the Mn--Co coating layer 196 has a uniform porosity (the difference between the porosity S1 (%) in the outer part 197 and the porosity S2 (%) in the inner part 198 is 10 %) is different from the interconnector complexes 200 of samples Sp1 and Sp2 (this embodiment). More specifically, for sample Sp3, the porosity S1 in the outer portion 197 was 20%, and the porosity S2 in the inner portion 198 was 15%. The amount of Mn in the outer portion of sample Sp3 was 60 atm% or more (more specifically, 70 atm%).

A-6-2.評価方法および評価結果:
大気雰囲気で、室温および900℃の各温度における1時間の保持について、100℃/時間の昇温速度及び100℃/時間の降温速度で、繰り返し熱サイクル試験を10回行った。その後、上記の各サンプル(サンプルSp1、Sp2、Sp3)に対して900℃大気中において、一定の電流(例えば、0.5A/cm)を流し、電気抵抗(接触抵抗)(Ωcm)を測定した。10回の熱サイクル試験後の900℃大気雰囲気における電気抵抗値が小さいほど、高い評価である(Mn-Co被膜層196の剥離が抑制された)と判定した。具体的には、電気抵抗値が2.0Ωcm以下であれば「◎」、電気抵抗値が2.0Ωcmより大きく、かつ3.0Ωcm以下であれば「○」、電気抵抗値の上昇値が3.0Ωcmより大きければ「×」と判定した。「◎」か「○」である場合は「合格」と判定し、「×」である場合は「不合格」と判定した。
A-6-2. Evaluation method and evaluation results:
A repeated thermal cycle test was carried out 10 times at a heating rate of 100° C./hour and a cooling rate of 100° C./hour for holding each temperature at room temperature and 900° C. for 1 hour in an air atmosphere. After that, a constant current (for example, 0.5 A/cm 2 ) was applied to each of the above samples (samples Sp1, Sp2, and Sp3) in an atmosphere at 900°C to measure the electrical resistance (contact resistance) (Ωcm 2 ). It was measured. It was determined that the smaller the electrical resistance value in an air atmosphere at 900° C. after 10 thermal cycle tests, the higher the evaluation (peeling of the Mn--Co coating layer 196 was suppressed). Specifically, if the electrical resistance value is 2.0 Ωcm2 or less, it is "◎", and if the electrical resistance value is greater than 2.0 Ωcm2 and 3.0 Ωcm2 or less, it is "○", and the electrical resistance value increases. If the value was larger than 3.0 Ωcm 2 , it was determined as “×”. If it was "◎" or "○", it was determined to be "pass", and if it was "x", it was determined to be "fail".

サンプルSp3では、電気抵抗値は、3.0Ωcmよりも大きかった。従って、サンプルSp3のインターコネクタ複合体についての評価は、「×」であった。従って、サンプルSp3のインターコネクタ複合体の評価結果は、「不合格」とされた。 In sample Sp3, the electrical resistance value was greater than 3.0 Ωcm 2 . Therefore, the evaluation for the interconnector complex of sample Sp3 was "x". Therefore, the evaluation result of the interconnector complex of sample Sp3 was determined to be "fail".

サンプルSp1では、電気抵抗値は、2.0Ωcm以下であった。サンプルSp1のインターコネクタ複合体200についての評価は、「◎」であった。従って、サンプルSp1のインターコネクタ複合体200の評価結果は、「合格」とされた。 In sample Sp1, the electrical resistance value was 2.0 Ωcm 2 or less. The evaluation for the interconnector complex 200 of sample Sp1 was "◎". Therefore, the evaluation result of the interconnector complex 200 of sample Sp1 was determined to be "pass".

また、サンプルSp2のインターコネクタ複合体200では、電気抵抗値は、2.0Ωcmより大きく、かつ3.0Ωcm以下であった。従って、サンプルSp2のインターコネクタ複合体200についての評価は、「○」であった。従って、サンプルSp2のインターコネクタ複合体200の評価結果は、「合格」とされた。 Further, in the interconnector complex 200 of sample Sp2, the electrical resistance value was greater than 2.0 Ωcm 2 and less than 3.0 Ωcm 2 . Therefore, the evaluation for the interconnector complex 200 of sample Sp2 was "○". Therefore, the evaluation result of the interconnector complex 200 of sample Sp2 was determined to be "pass".

B.変形例:
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。
B. Variant:
The technology disclosed in this specification is not limited to the above-described embodiments, and can be modified into various forms without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are also possible.

上記実施形態における単セル110、発電単位102または燃料電池スタック100の構成は、あくまで一例であり、種々変形可能である。 The configurations of the single cell 110, power generation unit 102, or fuel cell stack 100 in the above embodiments are merely examples, and can be modified in various ways.

また、上記実施形態では、S130の工程において、泳動電析により、Mn酸化物層152を形成するとしているが、その他の手法(例えば、泳動電着、電着塗装、または電気泳動堆積(electrophoretic deposition:EPD)法)により、Mn酸化物層152を形成するとしてもよい。 Further, in the above embodiment, the Mn oxide layer 152 is formed by electrophoretic deposition in the step S130, but other methods (for example, electrophoretic electrodeposition, electrodeposition coating, or electrophoretic deposition) may be used. The Mn oxide layer 152 may be formed by a method (EPD).

また、上記実施形態では、S130の工程において、金属部材190を浸す溶剤として、ケトン類の溶剤を用いるとしているが、その他の溶剤(例えば、エタノールに塩酸を入れた溶剤)用いるとしてもよい。 Further, in the above embodiment, a ketone solvent is used as the solvent for soaking the metal member 190 in the step S130, but other solvents (for example, a solvent containing hydrochloric acid in ethanol) may be used.

また、上記実施形態では、インターコネクタ150と空気極側集電体134とが一体部材(金属部材190)であるとしているが、インターコネクタ150と空気極側集電体134とが別部材であってもよい。その場合において、本発明は、インターコネクタ150または空気極側集電体134と、酸化被膜層194とMn-Co被膜層196とから構成されるインターコネクタ部材にも適用可能である。 Further, in the above embodiment, the interconnector 150 and the air electrode side current collector 134 are an integral member (metal member 190), but the interconnector 150 and the air electrode side current collector 134 are separate members. You can. In that case, the present invention is also applicable to an interconnector member composed of the interconnector 150 or the air electrode side current collector 134, the oxide film layer 194, and the Mn--Co film layer 196.

また、上記実施形態では、空気極側集電体134が接合部138を介して空気極114に接しているが、空気極側集電体134が接合部138を介さずに空気極114に接しているとしてもよい。 Further, in the above embodiment, the air electrode side current collector 134 is in contact with the air electrode 114 via the joint 138, but the air electrode side current collector 134 is in contact with the air electrode 114 without the joint 138. It may be possible to do so.

また、上記実施形態では、燃料ガスに含まれる水素と酸化剤ガスに含まれる酸素との電気化学反応を利用して発電を行うSOFCを対象としているが、本発明は、水の電気分解反応を利用して水素の生成を行う固体酸化物形電解セル(SOEC)の構成単位である電解セル単位や、複数の電解セル単位を備える電解セルスタックにも同様に適用可能である。なお、電解セルスタックの構成は、例えば特開2016-81813号公報に記載されているように公知であるためここでは詳述しないが、概略的には上述した実施形態における燃料電池スタック100と同様の構成である。すなわち、上述した実施形態における燃料電池スタック100を電解セルスタックと読み替え、発電単位102を電解セル単位と読み替え、単セル110を電解単セルと読み替えればよい。ただし、電解セルスタックの運転の際には、空気極114がプラス(陽極)で燃料極116がマイナス(陰極)となるように両電極間に電圧が印加されると共に、連通孔108を介して原料ガスとしての水蒸気が供給される。これにより、各電解セル単位において水の電気分解反応が起こり、燃料室176で水素ガスが発生し、連通孔108を介して電解セルスタックの外部に水素が取り出される。このような構成の電解セル単位および電解セルスタックにおいても、上述した構成のインターコネクタ複合体200を採用することにより、Cr-Mn反応層の存在に起因する初期の電気抵抗の増大が抑制される。従って、本実施形態のインターコネクタ複合体200によれば、より効率的に電流を流すことができる。 Further, in the above embodiment, the target is a SOFC that generates electricity using the electrochemical reaction between the hydrogen contained in the fuel gas and the oxygen contained in the oxidant gas, but the present invention is directed to It is similarly applicable to an electrolytic cell unit that is a constituent unit of a solid oxide electrolytic cell (SOEC) that utilizes the present invention to generate hydrogen, and to an electrolytic cell stack that includes a plurality of electrolytic cell units. Note that the configuration of the electrolytic cell stack is publicly known as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-81813, so it will not be described in detail here, but it is generally similar to the fuel cell stack 100 in the embodiment described above. The structure is as follows. That is, the fuel cell stack 100 in the embodiment described above may be read as an electrolytic cell stack, the power generation unit 102 may be read as an electrolytic cell unit, and the single cell 110 may be read as an electrolytic single cell. However, during operation of the electrolytic cell stack, a voltage is applied between the two electrodes such that the air electrode 114 is positive (anode) and the fuel electrode 116 is negative (cathode), and a voltage is applied through the communication hole 108. Water vapor is supplied as a raw material gas. As a result, an electrolytic reaction of water occurs in each electrolytic cell unit, hydrogen gas is generated in the fuel chamber 176, and hydrogen is extracted to the outside of the electrolytic cell stack through the communication hole 108. Even in the electrolytic cell unit and electrolytic cell stack having such a configuration, by employing the interconnector complex 200 having the above-described configuration, an increase in initial electrical resistance due to the presence of the Cr-Mn reaction layer can be suppressed. . Therefore, according to the interconnector complex 200 of this embodiment, current can flow more efficiently.

また、上記実施形態では、固体酸化物形燃料電池(SOFC)を例に説明したが、本発明は、溶融炭酸塩形燃料電池(MCFC)といった他のタイプの燃料電池(または電解セル)にも適用可能である。 Further, although the above embodiments have been described using solid oxide fuel cells (SOFC) as an example, the present invention can also be applied to other types of fuel cells (or electrolytic cells) such as molten carbonate fuel cells (MCFC). Applicable.

22:ボルト 24:ナット 26:絶縁シート 27:ガス通路部材 100:燃料電池スタック 102:発電単位 104:エンドプレート 106:エンドプレート 110:単セル 112:電解質層 114:空気極 116:燃料極 120:セパレータ 124:接合部 130:空気極側フレーム 132:酸化剤ガス供給連通孔 133:酸化剤ガス排出連通孔 134:空気極側集電体 138:接合部 140:燃料極側フレーム 142:燃料ガス供給連通孔 143:燃料ガス排出連通孔 144:燃料極側集電体 149:スペーサー 150:インターコネクタ 151:Niメッキ層 152:Mn酸化物層 153:Coメッキ層 161:酸化剤ガス導入マニホールド 162:酸化剤ガス排出マニホールド 166:空気室 171:燃料ガス導入マニホールド 172:燃料ガス排出マニホールド 176:燃料室 180:中間層 190:金属部材 194:酸化被膜層 196:Mn-Co被膜層 200:インターコネクタ複合体 E1:電極 E2:電極 Ec1:電解槽 Ec2:電解槽 Es1:溶液 Es2:溶液 FG:燃料ガス FOG:燃料オフガス OG:酸化剤ガス OOG:酸化剤オフガス P1:電源 P2:電源 22: Bolt 24: Nut 26: Insulating sheet 27: Gas passage member 100: Fuel cell stack 102: Power generation unit 104: End plate 106: End plate 110: Single cell 112: Electrolyte layer 114: Air electrode 116: Fuel electrode 120: Separator 124: Joint 130: Air electrode side frame 132: Oxidant gas supply communication hole 133: Oxidant gas discharge communication hole 134: Air electrode side current collector 138: Joint 140: Fuel electrode side frame 142: Fuel gas supply Communication hole 143: Fuel gas discharge communication hole 144: Fuel electrode side current collector 149: Spacer 150: Interconnector 151: Ni plating layer 152: Mn oxide layer 153: Co plating layer 161: Oxidizing gas introduction manifold 162: Oxidation Agent gas discharge manifold 166: Air chamber 171: Fuel gas introduction manifold 172: Fuel gas discharge manifold 176: Fuel chamber 180: Intermediate layer 190: Metal member 194: Oxide film layer 196: Mn-Co film layer 200: Interconnector complex E1: Electrode E2: Electrode Ec1: Electrolytic cell Ec2: Electrolytic cell Es1: Solution Es2: Solution FG: Fuel gas FOG: Fuel off-gas OG: Oxidizing gas OOG: Oxidizing agent off-gas P1: Power source P2: Power source

Claims (5)

FeとCrとを含有する金属部材と、
前記金属部材における第1の方向の一方側に配置され、Cr酸化物を含有する第1の被膜層と、
前記第1の被膜層における前記一方側に配置され、MnとCoとを含有するスピネル型の酸化物を含有する第2の被膜層と、を備えるインターコネクタ部材であって、
前記第2の被膜層におけるMnの濃度(atm%)とCoの濃度(atm%)との比は、1:1~2であり、
前記第2の被膜層における前記一方側の部分を外側部分とし、前記第2の被膜層のうちの前記外側部分と前記第1の被膜層との間に位置する部分を内側部分としたとき、
前記第1の方向に平行な少なくとも1つの断面において、前記外側部分における気孔率S1(%)は、前記内側部分における気孔率S2(%)よりも大きい、
ことを特徴とするインターコネクタ部材。
a metal member containing Fe and Cr;
a first coating layer containing Cr oxide and disposed on one side of the metal member in the first direction;
An interconnector member comprising: a second coating layer disposed on the one side of the first coating layer and containing a spinel-type oxide containing Mn and Co,
The ratio of the concentration of Mn (atm%) to the concentration of Co (atm%) in the second coating layer is 1:1 to 2,
When the part on the one side of the second coating layer is an outer part, and the part of the second coating layer located between the outer part and the first coating layer is an inner part,
In at least one cross section parallel to the first direction, the porosity S1 (%) in the outer portion is larger than the porosity S2 (%) in the inner portion.
An interconnector member characterized by:
請求項1に記載のインターコネクタ部材であって、
前記第2の被膜層の前記外側部分に存在する酸素元素を除いた残りの元素の物質量に対するMnの物質量の割合は、60(atm%)以上である、
ことを特徴とするインターコネクタ部材。
The interconnector member according to claim 1,
The ratio of the amount of Mn to the amount of the remaining elements excluding the oxygen element present in the outer portion of the second coating layer is 60 (atm%) or more;
An interconnector member characterized by:
請求項1または請求項2に記載のインターコネクタ部材において、
前記インターコネクタ部材は、電解質層と前記電解質層を挟んで前記第1の方向に互いに対向する空気極および燃料極とを含み、前記空気極および前記燃料極の少なくとも一方である特定電極の表面に面するガス室が形成された電気化学反応単セルを備える複数の電気化学反応単位を備える電気化学反応セルスタックにおいて、前記金属部材に、前記第1の方向の前記一方に突出する複数の凸部が形成され、前記複数の凸部が前記第1の被膜層および前記第2の被膜層によって覆われており、前記複数の凸部が前記特定電極に接続されることにより前記特定電極に電気的に接続される導電性部材であり、
前記第1の方向における前記一方とは反対の方向を他方とし、前記第1の方向に直交する方向を第2の方向とし、前記第2の被膜層のうち、前記第1の方向における前記金属部材の前記一方側の先端を通る前記第2の方向の仮想直線よりも前記一方に位置する部分を第1の部分とし、前記仮想直線よりも前記他方に位置し、少なくとも一部が前記ガス室に面する部分を第2の部分としたとき、
前記第2の被膜層の前記第1の部分の気孔率Saは、前記第2の被膜層の前記第2の部分の気孔率Sbよりも少ない、
ことを特徴とするインターコネクタ部材。
The interconnector member according to claim 1 or 2,
The interconnector member includes an electrolyte layer and an air electrode and a fuel electrode that face each other in the first direction with the electrolyte layer interposed therebetween, and the interconnector member includes an electrolyte layer and an air electrode and a fuel electrode that face each other in the first direction with the electrolyte layer interposed therebetween. In an electrochemical reaction cell stack including a plurality of electrochemical reaction units each including an electrochemical reaction single cell in which facing gas chambers are formed, a plurality of convex portions protrude in the one of the first directions on the metal member. is formed, the plurality of convex portions are covered with the first coating layer and the second coating layer, and the plurality of convex portions are connected to the specific electrode, so that the specific electrode is electrically connected to the specific electrode. is a conductive member connected to
A direction opposite to the one in the first direction is the other direction, a direction perpendicular to the first direction is a second direction, and the metal in the first direction is in the second coating layer. A first portion is a portion located on the one side of the imaginary straight line in the second direction passing through the tip of the one side of the member, and is located on the other side of the imaginary straight line, and at least a portion thereof is located in the gas chamber. When the part facing is the second part,
The porosity Sa of the first portion of the second coating layer is smaller than the porosity Sb of the second portion of the second coating layer.
An interconnector member characterized by:
請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のインターコネクタ部材の製造方法であって、
前記金属部材を準備する第1の工程と、
前記金属部材に、泳動電析によりMn酸化物層を形成する第2の工程と、
前記Mn酸化物層に、メッキによりCoを含有するCoメッキ層を形成する第3の工程と、
前記第1の工程、前記第2の工程、および前記第3の工程を経た前記金属部材を焼成することにより、前記金属部材に前記第1の被膜層および前記第2の被膜層を形成する第4の工程と、を備える、
ことを特徴とするインターコネクタ部材の製造方法。
A method for manufacturing an interconnector member according to any one of claims 1 to 3, comprising:
a first step of preparing the metal member;
a second step of forming a Mn oxide layer on the metal member by electrophoretic deposition;
a third step of forming a Co plating layer containing Co on the Mn oxide layer by plating;
forming the first coating layer and the second coating layer on the metal member by firing the metal member that has undergone the first step, the second step, and the third step; 4 steps,
A method of manufacturing an interconnector member, characterized in that:
請求項4に記載のインターコネクタ部材の製造方法であって、
前記第2の工程において、前記金属部材を浸す溶剤として、ケトン類の溶剤を用いる、
ことを特徴とするインターコネクタ部材の製造方法。
A method for manufacturing an interconnector member according to claim 4, comprising:
In the second step, a ketone solvent is used as a solvent to soak the metal member,
A method of manufacturing an interconnector member, characterized in that:
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008081804A (en) 2006-09-28 2008-04-10 Kyocera Corp Heat resistant alloy member, current collecting member for fuel cell, fuel cell stack, and fuel cell
JP2017117743A (en) 2015-12-25 2017-06-29 日本特殊陶業株式会社 Solid oxide fuel cell stack
JP2017152282A (en) 2016-02-26 2017-08-31 日本特殊陶業株式会社 Fuel cell power generation unit and fuel cell stack
JP2018206693A (en) 2017-06-08 2018-12-27 日本特殊陶業株式会社 Conductive member, electrochemical reaction unit and electrochemical reaction cell stack
JP2020144985A (en) 2019-03-04 2020-09-10 東芝エネルギーシステムズ株式会社 Electrochemical cell stack and separator thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008081804A (en) 2006-09-28 2008-04-10 Kyocera Corp Heat resistant alloy member, current collecting member for fuel cell, fuel cell stack, and fuel cell
JP2017117743A (en) 2015-12-25 2017-06-29 日本特殊陶業株式会社 Solid oxide fuel cell stack
JP2017152282A (en) 2016-02-26 2017-08-31 日本特殊陶業株式会社 Fuel cell power generation unit and fuel cell stack
JP2018206693A (en) 2017-06-08 2018-12-27 日本特殊陶業株式会社 Conductive member, electrochemical reaction unit and electrochemical reaction cell stack
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